đánh giá tính chống chịu bệnh sương mai, bệnh xoăn vàng lá và khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất của một số dòng cà chua mới chọn tạo tại gia viễn – ninh bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ---------- ---------- NGUYỄN THỊ HOÀI PHƯƠNG ĐÁNH GIÁ TÍNH CHỐNG CHỊU BỆNH SƯƠNG MAI, BỆNH XOĂN VÀNG LÁ VÀ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ DÒNG CÀ CHUA MỚI CHỌN TẠO TẠI GIA VIỄN – NINH BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ---------- ---------- NGUYỄN THỊ HOÀI PHƯƠNG ĐÁNH GIÁ TÍNH CHỐNG CHỊU BỆNH SƯƠNG MAI, BỆNH XOĂN VÀNG LÁ VÀ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ DÒNG CÀ CHUA MỚI CHỌN TẠO TẠI GIA VIỄN – NINH BÌNH CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÃ SỐ : 06.42.02.01 Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN NGỌC HÙNG GS.TS. NGUYỄN QUANG THẠCH HÀ NỘI, NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị nào. Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hoài Phương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Ngọc Hùng – Trưởng môn Công nghệ Sinh học, Viện Nghiên cứu Rau Quả Việt Nam GS.TS. Nguyễn Quang Thạch -Viện Sinh học nông nghiệp Việt Nam tận tình hướng dẫn tạo điều kiện cho em trình thực hoàn thành luận văn. Qua em xin gửi lời cảm ơn tới anh chị công tác Bộ môn Công nghệ Sinh học, Viện Nghiên cứu Rau Quả Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hoàn thành luận văn này. Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến tập thể thầy cô khoa Công nghệ Sinh học. Thầy cô tận tình giảng dạy, giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu. Cuối cùng, em xin gửi tới người thân, gia đình bạn bè, người quan tâm ủng hộ chỗ dựa cho em suốt thời gian em làm luận văn này, sống. Xin trân trọng cám ơn! Hà Nội, ngày .tháng năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hoài Phương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình viii MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu Yêu cầu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học đề tài 4.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU Tổng quan tính kháng bệnh thực vật 1.1.1 Khái niệm tính kháng bệnh thực vật 1.1.2 Cơ sở di truyền tính kháng bệnh thực vật 1.2 1.1 Nghiên cứu chọn tạo giống cà chua 1.2.1 Tình hình nghiên cứu chọn tạo giống cà chua giới 1.2.2 Kết nghiên cứu chọn tạo giống cà chua Việt Nam 10 1.3 15 Nghiên cứu bệnh virus xoăn vàng (TYLCV) 1.3.1 Bệnh virus xoăn vàng (TYLCV) 15 1.3.2 Chọn tạo giống cà chua chống chịu bệnh xoăn vàng 19 1.4 Nghiên cứu bệnh sương mai cà chua 21 1.4.1 Bệnh sương mai cà chua 21 1.4.2 Tình hình nghiên cứu tính kháng bệnh sương mai cà chua 26 1.5 Chỉ thị phân tử ứng dụng thị phân tử chọn giống trồng 29 1.5.1 Vai trò thị phân tử 29 1.5.2 Ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống cà chua 32 1.6 Điều kiện địa lý khí hậu đất đai huyện Gia Viễn– đặc điểm vùng thí nghiệm. 1.6.1 Điều kiện địa lý khí hậu Gia Viễn Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 34 34 Page iv 1.6.2 Điều kiện đất đai huyện Gia Viễn - đặc điểm vùng thí nghiệm 34 CHƯƠNG II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 35 2.1 Vật liệu 35 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu: 35 2.3 Nội dung nghiên cứu: 35 2.4 Phương pháp nghiên cứu 36 2.4.1 Đánh giá đặc điểm nông sinh học suất chất lượng tổ hợp lai cà chua vụ Thu Đông năm 2014 vụ Đông Xuân 2014 -2015 36 2.4.2 Kiểm tra xuất biểu gene Ph3, Ty3 tính kháng bệnh sương mai, bệnh xoăn vàng dòng cà chua nghiên cứu thông qua thị phân tử. 39 2.4.3 Đánh giá tính kháng bệnh sương mai, bệnh xoăn vàng mẫu giống phương pháp lây nhiễm nhân tạo. 42 2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu: 45 CHƯƠNG III : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 3.1 Các giai đoạn sinh trưởng 46 3.2 Đặc điểm nông sinh học THL cà chua 49 3.3 Tình hình nhiễm số loại sâu bệnh hại chủ yếu dòng/giống cà chua tham gia thí nghiệm vụ Thu Đông 2014 vụ Đông xuân 2014-2015 3.4 54 Các yếu tố cấu thành suất suất tổ hợp lai cà chua (F1) 3.5 3.6 56 Tính kháng sương mai tổ hợp cà chua lai (F1) qua lây nhiễm nhân tạo 60 Tính kháng bệnh virus xoăn vàng 61 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 63 4.1 Kết luận 63 4.2 Đề nghị 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 64 Page v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DNA : Deoxyribonucleic acid AVRDC : Trung tâm rau màu Châu Á UTL : Ưu lai THL : Tổ hợp lai ĐBSH : Đồng sông Hồng CABI : Center Agriculture British International QTL : Quần thể lai BC1 : Back-cross1 RFLP : Đa hình độ dài đoạn cắt hạn chế (Restriction Fragment Length Polymorphism) RAPD : Random Amplyfied Polymorphic DNA SSR : Các trình tự lặp lại đơn giản (Simple Sequence Repeats) Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi DANH MỤC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 2.1 Tên, nguồn gốc vật liệu thí nghiệm 35 2.2 Thành phần chất dùng cho phản ứng PCR với thị LB3 41 3.1 Các giai đoạn sinh trưởng giống cà chua vụ thu đông 2014 đông xuân 2014-2015 (ngày) 3.2A 46 Đặc điểm nông sinh học tổ hợp lai (F1) cà chua vụ Thu đông 2014 3.2B 50 Đặc điểm nông sinh học tổ hợp lai (F1) cà chua vụ Đông xuân 2014 -2015 51 3.2C Đặc điểm dòng tham gia thí nghiệm Vụ Thu đông 2014 53 3.2D Đặc điểm dòng tham gia thí nghiệmVụ Đông Xuân 2014 -2015 3.3 54 Tình hình nhiễm sâu bệnh hại chủ yếu tổ hợp lai (F1) đồng ruộng 3.4A 55 Năng suất yếu tố cấu thành suất tổ hợp lai cà chua tham gia thí nghiệm vụ Thu Đông 2014 3.4B 56 Năng suất yếu tố cấu thành suất tổ hợp lai cà chua tham gia thí nghiệm Vụ Đông Xuân 2014 -2015 59 3.5 Tính kháng bệnh sương mai 60 3.6 Tính kháng bệnh virus xoăn vàng 61 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC HÌNH Số hình Tên hình 1.1 Bệnh xoăn vàng cà chua 1.2 Triệu chứng bệnh sương mai (a), (b), (c); thân (d), (e), (f); Trang 15 (g), (h), (i) 22 1.3 Chu kỳ vòng đời nấm Phytophthora infestans 24 1.4 Biểu (A) thị đồng trội, (B) thị trội 31 2.1 Chỉ số hình dạng 39 2.2 Quá trình phân lập nấm sương mai (A-mẫu bệnh, B- Phân lập môi trường V8, C- Hình dạng bọc bào tử động kính hiển vi) 43 2.3 Lây bệnh sương mai nhân tạo tách rời 44 2.4 Lây nhiễm nhân tạo bệnh virus xoăn vàng 44 3.1 Điện di sản phẩm PCR xác định tổ hợp lai mang gene Ph3 61 3.2 Điện di sản phẩm PCR xác định tổ hợp lai mang gene Ty3 62 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cây cà chua (Solanum lycopersicum L.) thuộc họ Cà (Solanaceae) có nguồn gốc miền Trung, Nam Nam bắc Mỹ loại rau ăn trồng rộng rãi tiêu thụ phổ biến nay. Theo Tổng cục thống kê năm 2012, diện tích trồng cà chua Việt Nam năm trở lại biến động nhiều, năm nước ta trồng khoảng 21-24 nghìn ha, năm 2012 23.566 với suất xấp xỉ 26 tấn/ha, 60% so với suất trung bình toàn giới. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến suất thấp chủ yếu dịch bệnh. Trong bệnh sương mai, bệnh virus đối tượng gây hại phổ biến tương đối nghiêm trọng cho cà chua điều kiện trái vụ vụ Đông Xuân. Bệnh sương mai (late blight) gây hại nấm Phytophthora infestans bệnh gây hại hủy diệt hầu hết vùng cà chua khoai tây toàn giới. Bệnh hại thời gian sinh trưởng cây. Nấm bệnh hại nhiều phận cà chua: thân, lá, hạt (Rubin cs, 2001; Rubin Cohen, 2004). Bệnh tiềm ẩn đất, hạt giống, phát tán không khí. Bệnh gây hại nghiêm trọng có ảnh hưởng lớn tới suất (giảm 60- 70%) phẩm chất cà chua, khoai tây số vùng Hà Nội, Hải Phòng, Lào Cai, Đà Lạt (Nguyễn Văn Viên, 1998). Để hạn chế bệnh, kỹ thuật phổ biến nông dân áp dụng phun thuốc trừ bệnh với 13-15 lần phun/ vụ cà chua. Tuy nhiên, hiệu phun thuốc hóa học hạn chế nhiều mẫu nấm sương mai có khả kháng metalaxyl, hoạt chất thuốc trị bệnh sương mai.Với đặc thù sản xuất cà chua tiềm ẩn tính thiếu ổn định nguy không an toàn vệ sinh thực phẩm cao. Hiện nay, sản xuất cà chua phải đối mặt với bệnh xoăn vàng lá, bệnh gây hại hầu hết vùng sản xuất cà chua. Bệnh làm giảm suất chất lượng sản phẩm lớn, chí không cho thu hoạch (Vũ Triệu Mân, Lê Lương Tề, 2001), (Hà Viết Cường cs, 2007). Chọn tạo giống cà chua chống chịu bệnh thị phân tử thực nước ta năm gần đây, việc sử dụng thị phân tử liên kết Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page D D 4.4667 Phân tích rộng The GLM Procedure Class Level Information Class Levels T 11 R Values 10 11 123 Number of Observations Read The SAS System 33 Number of Observations Used 33 10:07 Thursday, June 9, 2005 11 The GLM Procedure Dependent Variable: X Source Sum of DF Squares Model 12 Error 11.80242424 20 Corrected Total 3.23636364 32 0.98353535 F Value 6.08 Root MSE X Mean 0.784799 8.109217 0.402266 4.960606 Type I SS T 10 10.52545455 R 1.27696970 DF 0.0002 15.03878788 Coeff Var DF Pr > F 0.16181818 R-Square Source Source Mean Square Type III SS Mean Square F Value 1.05254545 6.50 0.63848485 Mean Square 3.95 0.0002 0.0359 F Value Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Pr > F Pr > F Page 78 T 10 10.52545455 1.27696970 R The GLM Procedure 1.05254545 0.63848485 6.50 3.95 0.0002 0.0359 Duncan's Multiple Range Test for X NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate. Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 20 0.161818 Number of Means 10 11 Critical Range .6851 .7192 .7408 .7559 .7670 .7755 .7822 .7874 .7917 .7951 Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping Mean N A 6.2333 11 B B 5.2667 B B 5.2000 B B 5.1667 B B 5.1000 C C B B 5.0667 C C B B 5.0667 C C B C D D D D 4.7667 4.3333 3 T 10 D D 4.2667 D 4.1000 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 79 Phân tích số The GLM Procedure Class Level Information Class Levels T 11 R Values 10 11 123 Number of Observations Read The SAS System 33 Number of Observations Used 33 10:07 Thursday, June 9, 2005 14 The GLM Procedure Dependent Variable: X Sum of Source DF Model 12 Error Source 94.2424242 32 16.8282828 F Value 3.57 Root MSE X Mean 0.681809 20.58462 2.170742 10.54545 10 Type I SS 158.8484848 43.0909091 DF 0.0059 296.1818182 Coeff Var DF Pr > F 4.7121212 R-Square Source T R Mean Square 201.9393939 20 Corrected Total Squares Type III SS Mean Square 15.8848485 21.5454545 Mean Square F Value Pr > F 3.37 0.0100 4.57 0.0232 F Value Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Pr > F Page 80 T R The GLM Procedure 10 158.8484848 43.0909091 15.8848485 21.5454545 3.37 4.57 0.0100 0.0232 Duncan's Multiple Range Test for X NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate. Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square Number of Means Critical Range 20 4.712121 10 11 3.697 3.881 3.997 4.079 4.139 4.185 4.221 4.249 4.272 4.290 Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping A A Mean 13.667 N B B A A 13.333 B B A A 13.000 10 B B A A C C 11.667 B B A A C C 10.667 B B A A C C 10.333 B B D D A A C C 10.000 B B D D A C C 9.667 11 B D D C C D D C D 9.333 8.333 6.000 3 T Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 81 khối lượng The GLM Procedure Class Level Information Class Levels T 11 R Values 10 11 123 Number of Observations Read Number of Observations Used The SAS System 33 33 10:07 Thursday, June 9, 2005 17 The GLM Procedure Dependent Variable: X Source Sum of DF Squares Model 12 Error 5171.454545 20 Corrected Total 430.954545 1146.787879 32 F Value 7.52 Root MSE X Mean 0.818496 9.814814 7.572278 77.15152 Type I SS T 10 4817.575758 R 353.878788 Source DF 10 F 57.339394 R-Square Source T Mean Square Type III SS 4817.575758 Mean Square F Value 481.757576 8.40 176.939394 3.09 F Pr > F F 9.64 F F 15.73763636 1.57376364 4.35236364 0.48359596 DF 7.94 F Type III SS 11.81 F Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 90 T 10 15.73763636 R 4.35236364 1.57376364 0.48359596 11.81 [...]... hai bệnh sương mai và xoăn vàng lá chúng tôi xin thực hiện đề tài Đánh giá tính chống chịu bệnh sương mai, bệnh xoăn vàng lá và khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất của một số dòng cà chua mới chọn tạo tại Gia Viễn – Ninh Bình 2 Mục tiêu nghiên cứu Xác định được dòng cà chua mang gene kháng bệnh xoăn vàng lá và sương mai năng suất cao, thích ứng với điều kiện tự nhiên tại Gia Viễn – Ninh Bình. .. Gia Viễn – Ninh Bình 3 Yêu cầu của đề tài - Bằng chỉ thị phân tử, xác định các dòng mang gene Ph3, Ty3 - Đánh giá tính chống chịu bệnh của các dòng cà chua mang gene kháng bệnh - Đánh giá năng suất, đặc điểm nông sinh học và tình hình sâu bệnh của các dòng cà chua ở 02 vụ Thu Đông năm 2014 và vụ Đông xuân 2014 -2015 tại Gia Viễn- Ninh Bình Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông... phong phú bộ giống cà chua ở nước ta như: Giống cà chua Savior chống chịu tốt với bệnh virus xoăn vàng lá, sinh trưởng bán hữu hạn, khả năng chịu mưa, chịu nhiệt tốt, quả cứng, dạng oval đẹp, thuận lợi cho vận chuyển và chế biến, khả năng sinh trưởng, phát triển khoẻ, khối lượng trung bình quả 80 -100 g, năng suất trung bình 2,5 -3 kg/cây, năng suất lý thuyết đạt 75 tấn/ha Giống có khả năng trồng nhiều... đã tạo được một số dòng cà chua kháng cao với bệnh sương mai (Trịnh Khắc Quang, Trần Ngọc Hùng, 2012; Trần Ngọc Hùng, 2013a) Một số giống cà chua lai (F1) trên cơ sở phối hợp cả 2 tính kháng bệnh sương mai và xoăn vàng lá đã được tạo ra (Trần Ngọc Hùng, 2013b) Trong những năm gần đây điều kiện thời tiết biến đổi nên tình hình sâu bệnh hại phát triển mạnh Trên địa bàn huyện Gia Viễn năng suất cà chua. .. và gây hại nặng vụ cà chua xuân - hè tháng 3-4 Bệnh xoăn vàng lá không lây truyền qua hạt giống mà nguồn bệnh lây lan chủ yếu do virus được giữ lại trong cơ thể của bọ phấn Mức độ phát sinh và gây hại của bệnh xoăn vàng lá phụ thuộc rất nhiều vào qui luật phát sinh, phát triển và gây hại của các vectơ truyền bệnh như rệp muội và bọ phấn Khi mật độ các loại rệp và bọ phấn này tăng thì tỷ lệ cây bị bệnh. .. xuất, kháng được bệnh vàng xoăn vàng lá và bệnh héo rũ fusarium chủng 1 có dạng quả đẹp, quả cứng, chịu được vận chuyển xa, không bị nứt quả, chín sớm, chịu nhiệt độ cao (AVRDC Report, 2005) * Nghiên cứu bệnh virus xoăn vàng lá tại Việt Nam Thực tế sản xuất cà chua ở nước ta cho thấy năng suất của cà chua còn hạn chế Khó khăn về giống , kĩ thuật, vốn đầu tư và do sự phát sinh, phát triển của dịch hại trên... nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài Các mẫu dòng mới có tính kháng bệnh sẽ bổ sung vào nguồn vật liệu chọn giống và tạo tiền đề cho các nghiên cứu cơ bản tiếp theo 4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Xác định được dòng, giống cà chua có triển vọng có năng suất cao, kháng bệnh tốt với bệnh sương mai và bệnh xoăn vàng lá, phù hợp với điều kiện sinh thái của miền Bắc Việt... đối với bọ phấn 1.3.2 Chọn tạo giống cà chua chống chịu bệnh xoăn vàng lá * Tình hình nghiên cứu bệnh virus xoăn vàng lá trên thế giới: Cây cà chua bị nhiều loài dịch hại tấn công, theo số liệu thống kê của CABI, 2005, hiện có 499 loài dịch hại gây hại trên cà chua, trong đó virus có 41 loài Mặc dù chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số tất cả các loài dịch hại trên cà chua nhưng bệnh hại do virus gây... hạn và bán khô hạn Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống cà chua chịu hạn và chống chịu sâu bệnh tốt, Nasar Virk và cộng sự (2012) đã xác định được gen SIMPK4 qui định khả năng chống chịu các yếu tố điều kiện ngoại cảnh và chức năng hoạt động của gen SIMPK4 trên cây cà chua Với việc lây nhiễm để xác định tính kháng bệnh, tác giả đã chứng minh được gene này qui định tính kháng của cà chua. .. để bệnh xoăn vàng lá Ở Việt Nam, có 2 loài begomovirus được phát hiện gây ra bệnh xoăn vàng lá cà chua Loài thứ nhất là Tomato leaf curl Vietnam virus (ToLCVV), được phân lập từ cây cà chua bị bệnh xoăn vàng lá ở miền Bắc vào năm 2001 Loài thứ hai là Tomato yellow leaf curl Kanchanaburi (TYLCKaV), được phân lập đầu tiên ở tỉnh Kanchanaburi (Thái Lan) vào năm 2002 và được phát hiện trên cây cà chua tại . mai, bệnh xoăn vàng lá và khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất của một số dòng cà chua mới chọn tạo tại Gia Viễn – Ninh Bình . 2. Mục tiêu nghiên cứu Xác định được dòng cà chua mang. LÁ VÀ KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, NĂNG SUẤT CỦA MỘT SỐ DÒNG CÀ CHUA MỚI CHỌN TẠO TẠI GIA VIỄN – NINH BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG. Ty3 đối với tính kháng bệnh sương mai, bệnh xoăn vàng lá trên các dòng cà chua nghiên cứu thông qua chỉ thị phân tử. 39 2.4.3 Đánh giá tính kháng bệnh sương mai, bệnh xoăn vàng lá của các mẫu