khảo sát sự biến dị di truyền ở các dòng đột biến thế hệ m2 của giống đậu xanh đx 208

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG TRẦN THỊ TRÚC GIANG KHẢO SÁT SỰ BIẾN DỊ DI TRUYỀN Ở CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN THẾ HỆ M2 CỦA GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208 Luận văn tốt nghiệp Ngành: NÔNG HỌC Cần Thơ, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: NÔNG HỌC Tên đề tài: KHẢO SÁT SỰ BIẾN DỊ DI TRUYỀN Ở CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN THẾ HỆ M2 CỦA GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208 Giáo viên hướng dẫn: Ths. TRẦN THỊ THANH THỦY PGS.Ts. TRƯƠNG TRỌNG NGÔN Sinh viên thực hiện: TRẦN THỊ TRÚC GIANG MSSV: 3108397 Lớp: NÔNG HỌC K36 Cần Thơ, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Nông học với đề tài: KHẢO SÁT SỰ BIẾN DỊ DI TRUYỀN Ở CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN THẾ HỆ M2 CỦA GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208 Do sinh viên Trần Thị Trúc Giang thực hiện. Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp. Cần Thơ, ngày…….tháng……năm 2013 Giáo viên hướng dẫn Ths. Trần Thị Thanh Thủy i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN DI TRUYỀN GIỐNG NÔNG NGHIỆP Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn với đề tài: KHẢO SÁT SỰ BIẾN DỊ DI TRUYỀN Ở CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN THẾ HỆ M2 CỦA GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208 Do sinh viên Trần Thị Trúc Giang thực hiện và bảo vệ trước Hội đồng. Luận văn tốt nghiệp được Hội đồng đánh giá ở mức:............................................ Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp: .................................................... ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Cần Thơ, ngày……tháng…..năm 2013 Thành viên Hội đồng .......................... .............................. ............................. DUYỆT KHOA Trưởng Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học ứng Dụng ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây. Tác giả luận văn Trần Thị Trúc Giang iii TIỂU SỬ CÁ NHÂN 1. LÝ LỊCH Họ và tên: Trần Thị Trúc Giang Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 20/02/1992 Nơi sinh: Chợ Lách-Bến Tre Dân tộc: Kinh Tôn giáo: Không Họ tên cha: Trần Văn Tùng Họ tên mẹ: Đỗ Thị Ngọc Lài Quê quán: Ấp Nhơn Phú, xã Hòa Nghĩa, huyện Chợ Lách, tỉnh Bến Tre. 2. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP Năm 1998-2002: Trường Tiểu Học Hòa Nghĩa B. Năm 2003-2007: Trường THCS Hòa Nghĩa. Năm 2008-2010: Trường THPT Chợ Lách A. Năm 2010-2014: Trường Đại Học Cần Thơ, ngành Nông Học, khóa 36, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Ngày…….tháng……năm 2013 Trần Thị Trúc Giang iv LỜI CẢM ƠN Xin kính dâng lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ đã sinh thành, nuôi dưỡng, suốt đời tận tụy, lo lắng cho con ăn học nên người. Thành kính biết ơn thầy Trương Trọng Ngôn và cô Trần Thị Thanh Thủy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm quý báu, giúp đỡ chỉ bảo tôi nhiều điều trong suốt thời gian thực hiện thí nghiệm và hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành biết ơn cố vấn học tập cô Trần Thị Thanh Thủy cùng với quí thầy cô bộ môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp, bộ môn Khoa Học Cây Trồng cũng như thầy cô Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng đã truyền đạt kiến thức, cho tôi trong suốt những năm học tại trường Đại Học Cần Thơ. Xin cám ơn chị Diễm Hằng, Nhựt Pháp, Tường Vy, Cẩm Tú, Minh Tâm, Anh Khoa cùng các bạn lớp Nông học K36 đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Thân gửi về các bạn Nông học khóa 36 lời chúc sức khỏe và thành đạt trong tương lai. Trần Thị Trúc Giang v MỤC LỤC Lời cam đoan............................................................................................................... iii Tiểu sử cá nhân ............................................................................................................iv Lời cảm ơn ....................................................................................................................v Mục lục ........................................................................................................................vi Danh sách hình .............................................................................................................ix Danh sách bảng .............................................................................................................x Danh sách từ viết tắt .....................................................................................................xi Tóm lược ............................................................................................................................. xii MỞ ĐẦU ......................................................................................................................1 CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU......................................................................2 1.1 NGUỒN GỐC CỦA ĐẬU XANH .....................................................................2 1.2 ĐẶC TÍNH THỰC VẬT CỦA ĐẬU XANH....................................................2 1.2.1 Rễ..................................................................................................................2 1.2.2 Thân và cành .................................................................................................3 1.2.3 Đặc điểm của lá .............................................................................................3 1.2.4 Hoa................................................................................................................4 1.2.5 Quả................................................................................................................4 1.2.6 Hạt.................................................................................................................5 1.3 ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH.............................................................................5 1.3.1 Ánh sáng .......................................................................................................5 1.3.2 Nhiệt độ.........................................................................................................5 1.3.3 Lượng mưa ....................................................................................................6 1.3.4 Đất đai...........................................................................................................6 1.3.5 Dinh dưỡng ...................................................................................................6 1.4 BIẾN DỊ VÀ ĐỘT BIẾN...................................................................................6 1.4.1 Một số khái niệm ...........................................................................................6 1.4.2 Vai trò của đột biến .......................................................................................7 1.4.3 Đột biến điểm ................................................................................................7 1.5 CƠ SỞ CHỌN GIỐNG ĐỘT BIẾN .................................................................8 1.5.1 Các phương pháp chọn giống ........................................................................8 1.5.2 Chọn giống bằng phương pháp đột biến.........................................................8 1.5.2.1 Ý nghĩa của phương pháp chọn giống đột biến........................................8 1.5.2.2 Cơ sở khoa học trong chọn giống bằng đột biến nhân tạo........................8 1.5.2.3 Cơ chế gây đột biến gen của Ethyl Methane Sulphonate (EMS) ............11 vi 1.6 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘT BIẾN EMS.............................................11 1.6.1 Trên thế giới ...............................................................................................11 1.6.2 Ở Việt Nam................................................................................................12 1.7 ĐẶC TÍNH CỦA GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208 ............................................12 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP ..............................................13 2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM ..........................................................................13 2.2 PHƯƠNG TIỆN ..............................................................................................13 2.2.1 Vật liệu nghiên cứu.....................................................................................13 2.2.2 Thiết bị, hóa chất và vật tư..........................................................................13 2.3 PHƯƠNG PHÁP.....................................................................................................13 2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm.....................................................................13 2.3.2 Phương pháp canh tác.................................................................................14 2.3.3 Phương pháp thu thập và phân tích chỉ tiêu.................................................15 2.3.3.1 Đặc tính sinh trưởng..............................................................................15 2.3.3.2 Sức sống của cây sau xử lý đột biến ......................................................15 2.3.4 Thu thập các kiểu đột biến hình thái ............................................................15 2.3.5 Thu thập các chỉ tiêu nông học ..........................................................................15 2.3.5 Tính các thông số biến dị di truyền ...................................................................16 2.3.7 Đánh giá các chỉ tiêu sâu bệnh.....................................................................18 2.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ .................................................20 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN ...................................................................21 3.1 GHI NHẬN TỔNG QUÁT ..............................................................................21 3.1.1 Tình hình thời tiết khí hậu............................................................................21 3.1.2 Tình hình sâu bệnh cỏ dại và đổ ngã. ...........................................................21 3.2 ĐẶC TÍNH SINH TRƯỞNG CỦA CÂY ĐẬU XANH Ở CÁC NGHIỆM THỨC XỬ LÝ EMS TRONG THẾ HỆ M2..........................................................22 3.2.1 Thời gian mọc mầm.....................................................................................22 3.2.2 Thời gian trổ hoa .........................................................................................22 3.2.3 Thời gian sinh trưởng ..................................................................................23 3.3 SỨC SỐNG CỦA CÂY ĐẬU XANH Ở THẾ HỆ ĐỘT BIẾN M2 TRÊN CÁC NGHIỆM THỨC .....................................................................................24 3.4 KIỂU HÌNH Ở CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN M2 ............................................24 3.4.1 Đột biến về màu sắc lá trên thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS ..........24 3.4.2 Đột biến về hình dạng lá ..............................................................................25 3.4.3 Đột biến về số lượng lá................................................................................25 3.5 ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC .................................................................................29 vii 3.5.1 Chiều cao cây lúc chín.................................................................................29 3.5.2 Thành phần năng suất và năng suất ở các dòng đột biến M2 của các nghiệm thức .........................................................................................................29 3.6 GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH, GCV, PCV, H2 VÀ GA Ở MỘT SỐ CHỈ TIÊU KHẢO SÁT TRÊN CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN M2 ............................................................................30 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................33 4.1 KẾT LUẬN.......................................................................................................33 4.2 ĐỀ NGHỊ ..........................................................................................................33 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ CHƯƠNG viii DANH SÁCH HÌNH Hình Tên hình 3.1 Đặc tính sinh trưởng ở thế hệ đột biến M2 trên các nghiệm thức 3.2 Đột biến về màu sắc lá ở thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS Trang 23 26 3.3 Đột biến về hình dạng lá trên thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý 27 EMS 3.4 Đột biến về số lượng lá trên thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý 28 EMS ix DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Tên bảng Đặc tính của giống đậu xanh ĐX 208 2.1 Các nghiệm thức trong thí nghiệm 3.1 Tình hình thời tiết và khí hậu tại Cần Thơ từ tháng 2 đến tháng 5 năm 2013 Tình hình sâu bệnh ở thế hệ đột biến M2 trên các nghiệm thức 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Ảnh hưởng của nồng độ EMS lên sức sống của thế hệ đột biến M2 ở các nghiệm thức Biến dị về màu sắc lá, hình dạng lá, số lượng lá chét trên thế hệ đột biến M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS Chiều cao cây lúc chín (cm) ở thế hệ M2 ở các nghiệm thức Thành phần năng suất và năng suất của cây đậu xanh ở thế hệ M2 trên các nghiệm thức Ảnh hưởng của nồng độ EMS lên các thông số di truyền ở thế hệ M2 ở các nghiệm thức x Trang 12 14 21 22 24 25 29 30 31 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT AVRDC : Asian Vegetable Research and Development Center CCC : Chiều cao cây CV : Coefficient of variation ĐBSCL : Đồng Bằng Sông Cửu Long ĐHCT : Đại Học Cần Thơ EMS : Ethyl Methane Sulphonate NSKG : Ngày sau khi gieo TB : Trung bình PCV (Phenotypic Coefficient of Variance): Hệ số phương sai kiểu gen GCV (Genotypic Coefficient of Variance): Hệ số phương sai kiểu hình H2 (Heritability in broad sense): Hệ số di truyền theo nghĩa rộng GA (Genetic Advance): Tiến bộ di truyền xi TRẦN THỊ TRÚC GIANG, 2013 “KHẢO SÁT SỰ BIẾN DỊ DI TRUYỀN Ở CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN THẾ HỆ M2 CỦA GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208”. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Nông học, khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ. Giáo viên hướng dẫn: Ths. Trần Thị Thanh Thủy và PGs.Ts. Trương Trọng Ngôn. TÓM LƯỢC Đề tài “ Khảo sát sự biến dị di truyền ở các dòng đột biến thế hệ M2 của giống đậu xanh ĐX 208” được thực hiện tại khu II, trường Đại Học Cần Thơ từ 27/02/2013 đến 14/05/2013 nhằm xác định được sự biến dị về mặt di truyền của các dòng đột biến M2 làm cơ sở cho việc tuyển chọn giống mới. Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên, một nhân tố, gồm năm nghiệm thức, trong đó nghiệm thức đối chứng là giống ĐX 208, Bốn nghiệm thức còn lại là hạt M2 của giống ĐX 208 tương ứng với 4 mức nồng độ 0,2% EMS, 0,4% EMS, 0,6% EMS và 0,8% EMS. Mỗi nghiệm thức gieo 3 hàng, khoảng cách (50x20)cm, hốc/cây. Bón phân theo công thức 60N - 60 P2O5 - 40 K2O. Kết quả cho thấy nghiệm thức 0,8% EMS ít bị nhiễm sâu đục thân nhất.Thời gian sinh ở các dòng đột biến M2 ngắn. EMS gây ra đột biến hình thái ở lá như: (màu sắc lá, hình dạng lá và số lượng lá). Tỷ lệ đột biến hình thái ở lá cao nhất (92,8%) ở nồng độ 0,6% EMS, trong 3 loại đột biến kể trên thì đột biến số lượng lá có tỉ lệ cao nhất (46,7%) ở nồng độ 0,6%. Chiều cao cây ở các dòng đột biến M2 bị giảm ở nồng độ 0,4% EMS. Năng suất và thành phần năng suất của các dòng đột biến M2 đều tương đương so với giống đối chứng ĐX 208. Hệ số phương sai kiểu gen (PCV), hệ số phương sai kiểu hình (GCV) của hai tính trạng chiều cao cây và trọng lượng 100 hạt ở các dòng đột biến M2 đều ở mức từ thấp ( 30 ngày. - Nhóm ra hoa trung gian: Hoa nở từ 16 đến 30 ngày. 1.2.5 Quả Quả đậu xanh thuộc loại quả giáp, hình trụ, dài từ 8 – 10 cm, có dạng tròn hơi dẹp, có hai gân nỗi rõ dọc theo hai bên cạnh quả. Đa số là quả thẳng, có một số hơi cong. Khi còn non quả có màu xanh, đến khi chín có màu nâu vàng hoặc xám đen, hoặc đen. Vỏ quả chín nếu gặp nhiệt độ cao có thể tách làm hạt rơi ra. Quả lớn trong vòng 7 ngày và nhanh nhất là trong vòng 4 ngày đầu sau khi hình thành. Mỗi cây có từ 8 – 45 quả, số quả nhiều hay ít là tùy thuộc vào giống và điều kiện trồng trọt. Các quả ra ở những lứa hoa đầu lại thường chín chậm hơn các quả ra lứa sau đó, nhưng quả to và hạt mẩy hơn. Các quả của những đợt hoa ra sau thường ngắn, ít hạt, hạt không mẩy, màu hạt củng hơi nhạt, hạt bé hơn. Các quả sinh ra từ các chùm hoa trên thân nhiều quả và to, dài hơn quả của các chùm hoa ở các cành. Quả đậu xanh chín rãi rác, có khi kéo dài đến 20 ngày (Phạm Văn Thiều, 1999). 4 1.2.6 Hạt Hạt đậu xanh không có nội nhũ, phôi cong, hai lá mầm dày, lớn và chứa nhiều chất dinh dưỡng. Hạt gồm vỏ hạt, rốn hạt 2 lá mầm và 1 mầm non. Mầm non là nơi thu nhỏ của mầm rễ, 2 lá đơn, thân chính và lá kép đầu tiên. Hạt có hình tròn, hình trụ, hình ô van, hình thoi… và có nhiều màu sắc khác nhau như: màu xanh mốc, xanh bóng, xanh nâu, vàng mốc, vàng bóng nằm ngăn cách nhau bằng những vách xốp của quả. Ruột hạt màu vàng, xanh, xanh nhạt. Hình dạng hạt kết hợp với màu sắc và độ lớn của hạt là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của hạt. Mỗi quả có từ 8 – 15 hạt. Hạt của những quả trên thân thường to, mẩy hơn hạt của các quả ở cành. Hạt của các quả lứa đầu cũng to và mẩy hơn các quả lứa sau. Số lượng hạt trung bình trong một quả là một trong những yếu tố chủ yếu tạo thành năng suất của đậu xanh. Trọng lượng hạt của mỗi cây biến động lớn từ 20 – 90 gam tùy giống, thời vụ và chế độ canh tác. Trọng lượng 1000 hạt trên 65 gam thích hợp cho xuất khẩu (Nguyễn Mạnh Chính và Nguyễn Mạnh Cường, 2008). 1.3 ĐIỀU KIỆN NGOẠI CẢNH 1.3.1 Ánh sáng Đậu xanh là cây ưa sáng, khi có đủ ánh sáng, lá sẽ dày, có màu xanh đậm, hoa và trái nhiều, đạt năng suất cao. Độ dài chiếu sáng cũng ảnh hưởng đến việc ra hoa của cây đậu xanh (Phạm Văn Thiều,1999). Theo Trần Thượng Tuấn (1983) cũng như đậu nành người ta xếp đậu xanh vào cây ngày ngắn. Tuy nhiên, khoảng thời gian hình thành nụ hoa tùy thuộc vào từng giống, vì thế trên thực tế người ta chia đậu xanh thành từng nhóm theo đặc tính cảm quang: cảm quang mạnh, ít cảm quang và không cảm quang. Thông thường các giống chín muộn có phản ứng ánh sáng mạnh hơn các giống ngắn ngày. Cũng theo Trần Thượng Tuấn (1983) trong điều kiện ngày ngắn, chất khô tích lũy vào trái nhiều. Trong điều kiện ngày dài chất khô chủ yếu tích lũy vào thân, rễ. 1.3.2 Nhiệt độ Theo Phạm Hữu Trinh và cộng tác viên (1986) thì cây đậu xanh là cây nhiệt đới, nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng, ra hoa, kết quả là 25 – 300C, nhiệt độ dưới 150C cây đậu xanh không tăng trưởng được. o Còn theo Raison và Chamman(1987) nếu nhiệt độ ở mức 18 C thì cây sẽ mọc o chậm, cây yếu và sinh trưởng kém, nếu nhiệt độ ở mức 14 C thì cây sẽ không mọc được và mọi quá trình trao đổi chất sẽ không xảy ra (Raison và Chapman, 1978). 5 1.3.3 Lượng mưa Đậu xanh cần vũ lượng 750 – 1700 mm/năm là đủ cung cấp nước để phát triển quanh năm (Trần Kim Thủy, 1969). Ở ĐBSCL, vũ lượng hàng năm 1500 mm nhưng do lượng mưa phân bố không đều nên gây ảnh hưởng không tốt cho sự trồng đậu cả về mùa vụ cũng như về diện tích. 1.3.4 Đất đai Đậu xanh trồng được trên nhiều loại đất khác nhau từ đất sét đến đất phù sa nhiều hữu cơ (pH = 4,5–6,5), đất có độ mặn trung bình (đất chứa 0,4% muối). Theo Phạm Hữu Trinh và ctv (1986) về mặt đất đai, đậu xanh thích ứng với nhiều loại đất, trừ các loại đất phèn, mặn nhiều. Đất úng nước càng không thích hợp vì chỉ đọng nước là lá bị vàng và rễ bị thối. Tuy nhiên, để được năng suất cao, đất trồng đậu xanh cần có các điều kiện sau đây: xốp, nhiều chất hữu cơ, dễ thoát nước. Giống như nhiều loại cây trồng khác, đậu xanh cũng yêu cầu đất tơi xốp. Vì vậy, cần cày bừa kỹ, làm cỏ, cây không chịu ngập úng, tùy địa thế mà chọn biện pháp làm đất như là đánh luống, tỉa lan. Ở các chân đất không bằng phẳng nên gieo giống theo hàng và chú ý vấn đề tạo rãnh thoát nước (Bùi Việt Ngữ, 1999). 1.3.5 Dinh dưỡng Theo Nguyễn Hữu Quán (1984), trong quá trình sinh trưởng và phát triển đậu xanh có yêu cầu khá cao với 3 nguyên tố: N, P, K. Ngoài ra đậu còn cần các nguyên tố khác: Ca, Mg, S, Cu, Zn, Mn, Bo, Mo. Đặc biệt đậu rất nhạy cảm với điều kiện thiếu vi lượng, khi thiếu vi lượng đậu dễ phát sinh các bệnh sinh lý. Đạm là yếu tố chính của sự tăng trưởng và cho năng suất cao. Để sinh trưởng cây cần được cung cấp đầy đủ đạm mới sinh trưởng nhanh, ra nhiều thân lá, lá mới có màu xanh đậm. Lân cũng cần như đạm, là yếu tố sinh trưởng, yếu tố tạo ra prôtêin, tổng hợp ATP, mỡ, các enzim và nhiều thành phần khác. Nó tham gia trực tiếp vào các hoạt động sinh lý của cây. Kali giúp cho quá trình quang hợp, sự hoạt động của các enzim, tăng hàm lượng tinh bột trong hạt, tăng lượng cellulose, giúp cây chống bệnh, chống đỗ ngã. 1.4 BIẾN DỊ VÀ ĐỘT BIẾN 1.4.1 Một số khái niệm Biến dị: Biến dị là quá trình phản ánh tương tác của cơ thể với môi trường. Xét từ quan điểm di truyền học, biến dị cũng là kết quả của phản ứng giữa kiểu gen 6 trong quá trình phát triển cá thể đối với các điều kiện của môi trường ngoài (Phạm Thành Hổ, 1988). Đột biến (mutation): Đột biến là những biến đổi bất thường trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử (DNA, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho các đời sau (Phạm Thành Hổ, 1988). Theo Vũ Đình Hòa (2005) đột biến là một cơ chế chủ yếu tạo ra biến dị di truyền ở mọi cơ thể sống. Đột biến ở thực vật là những thay đổi di truyền đột ngột xảy ra trong toàn bộ vật chất di truyền (phân tử DNA) của cây. Đối với chọn tạo giống, đột biến cung cấp nguồn vật liệu di truyền mang các tính trạng mới để trực tiếp hoặc gián tiếp tạo ra giống mới. 1.4.2 Vai trò của đột biến Đột biến gen được xem là cơ sở của hiện tượng đa hình di truyền trong quần thể và là nguồn biến dị di truyền sơ cấp vô cùng phong phú và đa dạng cho quá trình chọn lọc và tiến hóa. Người ta lợi dụng đặc tính biến đổi này để xây dựng các phương pháp gây đột biến khác nhau và có thể kết hợp với lai hữu tính hoặc sử dụng kỹ thuật di truyền để cải tiến bộ gen của cây trồng về tính trạng cần quan tâm. Ngoài ra đột biến còn là nguồn nguyên liệu tốt cho chọn giống cây trồng. 1.4.3 Đột biến điểm Đột biến gen hay đột biến điểm: là các biến đổi rất nhỏ trên một đoạn DNA, thường liên quan đến một cặp base đơn của DNA hoặc một số ít cặp base kề nhau. Đột biến điểm làm thay đổi gen kiểu dại (wild-type gene). Thực tế đột biến điểm hầu như làm giảm hoặc làm mất chức năng của gen hơn là tăng cường chức năng của gen. Về nguồn gốc, đột biến điểm được phân ra làm đột biến ngẫu nhiên (spontancous) và đột biến cảm ứng (induced). Đột biến cảm ứng là dạng đột biến xuất hiện với tần số đột biến tăng lên khi xử lý có mục đích bằng tác nhân đột biến hoặc tác nhân môi trường đã được biết. Đột biến ngẫu nhiên là đột biến xuất hiện khi không có sự xử lý bằng tác nhân đột biến. Đột biến ngẫu nhiên được tính là tỉ lệ cơ sở của đột biến và được dùng để ước chứng nguồn biến dị di truyền tự nhiên trong quần thể. Tần số đột biến ngẫu nhiên thấp nằm trong khoảng 10-5-10-8, vì vậy đột biến cảm ứng là nguồn đột biến quan trọng cho phân tích di truyền (Phạm Thành Hổ, 1988). 7 1.5 CƠ SỞ CHỌN GIỐNG ĐỘT BIẾN 1.5.1 Các phương pháp chọn giống Để tạo ra nguồn biến dị mới có nhiều tính trạng mong muốn, các nhà chọn giống đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để tạo ra giống mới có chất lượng. Các phương pháp chọn giống như: Phương pháp chọn lọc Phương pháp lai xa Phương pháp tạo giống ưu thế lai Phương pháp ứng dụng thể đa bội Phương pháp ứng dụng công nghệ sinh học Phương pháp đột biến Trong các phương pháp trên thì chọn giống bằng phương pháp đột biến ngày một tăng với sự tiến bộ của chọn giống vì nguồn biến dị di truyền dự trữ của các loại cây trồng dần cạn kiệt. 1.5.2 Chọn giống bằng phương pháp đột biến 1.5.2.1 Ý nghĩa của phương pháp chọn giống đột biến Ý nghĩa: đột biến cung cấp nguồn vật liệu di truyền mang các tính trạng mới để trực tiếp hoặc gián tiếp tạo ra giống mới. Bằng phương pháp đột biến có thể thay đổi, cải tiến những tính trạng đơn gen hay đa gen. Thậm chí, đột biến còn cải tiến đồng thời nhiều tính trạng ví dụ giống lúa mì đột biến “Sharbati Sonora” có màu sắc hạt tốt hơn, có năng suất, hàm lượng protein và lyzin cao hơn giống gốc “Sonora 64”. Như vậy, đột biến là một phương pháp bổ sung cho các phương pháp chọn giống khác. Phương pháp đột biến được áp dụng khi: nguồn biến dị tự nhiên không có tính trạng mong muốn, tính trạng mong muốn có trong nguồn gen cây trồng nhưng liên kết chặt chẽ với tính trạng không mong muốn, cải tiến một tính trạng đơn giản, cần biến dị mới ở cây sinh sản bằng con đường vô tính, tính trạng mong muốn có trong nguồn gen cây dại có họ hàng thân thuộc, nhưng khó lai và liên kết chặt chẽ với tính trạng không mong muốn (Vũ Đình Hòa, 2005). 1.5.2.2. Cơ sở khoa học trong chọn giống bằng đột biến cảm ứng Những đặc điểm hình dáng bên ngoài, đặc tính sinh lý và sinh hóa của cây được gọi là tính trạng. Bản thân tính trạng không được truyền lại từ bố mẹ sang con 8 cháu mà chỉ có vật chất di truyền (DNA) là gen kiểm soát những tính trạng mới được di truyền từ thế hệ náy sang thế hệ khác. Gen là một đoạn phân tử DNA gồm có một số nucleotit quyết định. Gen cũng như mọi vật chất khác, tùy thuộc vào điều kiện ngoại cảnh, gen có thể bị biến đổi. Trình tự sắp xếp các nucleotit trong bộ ba thay đổi sẽ làm thay đổi mã di truyền. Sự biến đổi của gen trong các nhóm gen gọi là đột biến. Những đột biến xuất hiện do các tác động của điều kiện tự nhiên và môi trường gọi là đột biến tự nhiên hay đột biến tự phát, nó được phân biệt với các loại đột biến nhân tạo. Đột biến được mô tả như là sự thay đổi về vật chất di truyền và là nguồn chất mầm vô tận cho biến dị di truyền. Đột biến cực kỳ quan trọng trong tiến hóa và cung cấp vật liệu ban đầu cho quá trình chọn giống. Việc sử dụng đột biến tự phát hoặc nhân tạo trong chọn giống được xem như là quá trình chọn giống (Nguyễn Hữu Đống và ctv., 1997; Nguyễn Hồng Minh, 1999) Khi con người sử dụng các tác nhân hóa, lý tạo nên đột biến thì tần số xuất hiện đột biến cao hơn nhiều so với đột biến tự nhiên (Nguyễn Hạnh Hoa, 1999; Vũ Như Ngọc, 2005). Trong nhiều năm ở Mỹ, Liên Xô, Nhật Bản…các nhà khoa học đã sử dụng các tác nhân gây đột biến bằng phương pháp vật lý, hóa học đã đạt nhiều kết quả rất tốt. Các tác nhân vật lý bao gồm các dạng phóng xạ có khả năng oxy hóa mạnh là tia X, Neutron, các chất đồng vị phóng xạ… Các cơ quan thực vật dùng để xử lý tạo đột biến bao gồm hạt, lá cây, hạt phấn, giao tử, họp tử và các mô tế bào đang phân chia mạnh. Sử dụng đột biến tia γ nhằm tạo ra đột biến là phương pháp có hiệu quả cao trong công tác tạo ra giống mới (Phạm Thị Liên, 2008; Vũ Như Ngọc, 2005) Sử dụng đột biến thực nghiệm sẽ rút ngắn được thời gian chọn tạo ra một số giống mới so với việc sử dụng phương pháp lai. Phương pháp chọn giống đột biến có hiệu quả cao trên những cây có ưu thế về chọn lọc cá thể, như ở các cây thụ phấn và sinh sản vô tính, các cá thể của giống sinh sản vô tính (dòng vô tính) đều mang gen đột biến, còn đối với cây thụ phấn chéo thì cây mang gen đột biến trong nhiều thế hệ chọn lọc vẫn có thể chỉ chiếm một tỷ lệ nhất định trong quần thể (Nguyễn Hữu Đống và ctv., 1997; Nguyễn Hạnh Hoa, 1999). Theo Vũ Đình Hòa (2005) thì quy trình chọn lọc đột biến được diễn tả qua các bước như sau: Bước 1: Xử lý đột biến Hạt, đỉnh sinh trưởng, tiền phôi, giao tử, hợp tử, tế bảo đơn ( trong nuôi cấy) của các giống đã được chọn xử lý với các tác nhân gây đột biến: tia X, tia gamma, 9 tác nhân hóa học… Việc lựa chọn tác nhân đột biến và liều lượng phụ thuộc vào loại vật liệu và tác nhân đột biến sẵn có. Bước 2: Trồng thế hệ M1 Trồng vật liệu xử lý trong điều kiện cách ly hay bao cách ly cùng với đối chứng. Thường ở thế hệ M1 có thể quan sát được nhiều thay đổi kiểu hình do ảnh hưởng trực tiếp của tác nhân đột biến. Tìm những cây khảm và không khảm dị hợp tử. Tùy theo mục tiêu chọn giống mà quyết định gieo toàn bộ hạt hay một hạt của từng cây hay một hoặc nhiều cơ quan sinh sản (bông, quả…) của mỗi cây M1 và gieo trồng thế hệ M2 ở dạng hỗn hợp hay theo từng gia đình. Thu hạt và giữ hạt vật liệu một cách phù hợp. Bước 3: Trồng thế hệ M2 Trồng theo từng gia đình từ 15-20 cây (số cây phụ thuộc vào tỷ lệ phân ly) để dễ dàng đánh giá đột biến lặn đơn gen (như đột biến diệp lục, hình thái, kháng bệnh, tính trạng chất lượng khác…) Trồng cây với khoảng cách như nhau để đánh giá tính trạng số lượng. Tìm thể phân ly, giám định đột biến cảm ứng và thu hạt từ cây đột biến. Bước 4: Trồng thế hệ M3 Trồng hạt thu được ở thế hệ M2, tìm những cây phân ly và kiểm chứng thể đột biến chọn ở M3. Bước 5: Trồng thế hệ M4 Thể đột biến đã chọn được đánh giá sơ bộ về giá trị nông học. Đánh giá tính ổn định di truyền của thể đột biến. Sử dụng gián tiếp trong chương trình chọn giống lai thể đột biến mong muốn với vật liệu chọn giống. Bước 6 đến 9: Trồng thế hệ M5 và các thế hệ sau Đánh giá thể đột biến ổn định ở nhiều điểm. Dựa vào năng suất và các tính trạng khác, thể đột biến có thể công nhận và phổ biến là giống cải tiến hoặc sử dụng gián tiếp để chuyển tính trạng có ích vào vật liệu chọn giống có triển vọng. Bước 10: Khảo nghiệm chính thức và công nhận giống. 10 1.5.2.3 Cơ chế gây đột biến gen của hóa chất Ethyl Methane Sulphonate (EMS) EMS có công thức hóa học là CH3SO3C2H5. EMS là tác nhân alkyl hóa đơn chức năng gây ra các dạng đột biến : khử hóa purin, thay thế cùng nhóm (transition), tạo triester ở sườn phân tử DNA. EMS tạo ra đột biến ngẫu nhiên trong vật liệu di truyền của nucleotide thay thế, đặc biệt là guanine-alkyl hóa. Khi xử lý bằng EMS, hóa chất này nhường nhóm ethyl (CH3-CH2) cho DNA mà cụ thể là cho O6 của guanine tạo ra O6 alkyl-guanine. Base được alkyl hóa này cặp với thymine thay vì cytosine. Kết quả là sinh ra đồng hoán GC→AT ở lần tái bản sau. Ở nồng độ 1% EMS có thể gây ra đột biến với một tỉ lệ 5x10-4 đến 5x10-2 mỗi gen (Konzak & cộng tác, 1965). 1.6 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘT BIẾN EMS 1.6.1 Trên thế giới Lamseejan và ctv. (1983) và Chow và Loo (1988) đã xử lý EMS ở 0,1% EMS và 0,2% EMS trên hạt đậu xanh, kết quả đã làm thay đổi các đặc tính về hình thái, sinh lý, di truyền, thay đổi tần số đột biến. Nyla Jabeen và Bushra Miza (2004) đã thành công trong việc tạo ra các đột biến hình thái trên giống ớt. Hạt giống ớt được xử lý bằng EMS ở nồng độ 0,5% trong 3 giờ đã gây ra đột biến điểm hình thái như: cây ớt đột biến có kiểu hình khác so với cây bình thường. Những dạng đột biến khác biệt về hình thái bao gồm: dạng thân cao, thân lùn, chín sớm và trưởng thành muộn. Đột biến thay đổi diện tích lá, trật tự lá, hình dạng của lá, cách phân nhánh và dạng đối xứng của hoa. Đột biến hữu thụ trong nghiên cứu này có giá trị liên kết và lập bản đồ di truyền về cây ớt và có thể được xem như là các marker di truyền. Singh, R., and Kole, C. R. (2005) ảnh hưởng của EMS lên sự nảy mầm và các đặc tính nông học trên đậu xanh. Kết quả làm thay đổi các đặc tính nông học của đậu xanh nhưng không ảnh hưởng đến sự nảy mầm. Samiullah Khan và Sonu Goyal (2009) đã sử dụng EMS ở nồng độ 0,1% và 0,2% để gây đột biến trên 2 giống đậu xanh K-851 và PS-16. Kết quả đã cải thiện được năng suất và gia tăng tính biến dị di truyền về các tính trạng số lượng của hai giống này như: số cành hữu hiệu, số trái trên cây và năng suất hạt trên cây. Giá trị trung bình và các thông số di truyền ở mỗi tính trạng kể trên đều cao hơn so với giống đối chứng trong thế hệ M5. Raijb Roychowdhury và Jagatpati Tab (2011), đánh giá hiệu quả gây đột biến của ba hóa chất, Consixin, EMS và Sodium axit ( SA) ở ba mức nồng độ 0,1%, 11 0,4% và 0,7% đối với hoa cẩm chướng ở thế hệ M1. Kết quả là ảnh hưởng của EMS đối với hạt giống và sự vô sinh của phấn hoa cao hơn nhiều so với xử lý bằng Consixin và SA. Consixin ở nồng độ 0,4% có ảnh hưởng hiệu quả đối với các đặc tính nông học. Khi tăng liều lượng xử lý của EMS và SA thì tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ sống sót giảm còn đối với Consixin thì tỷ lệ nảy mầm tăng khi tăng liều lượng xử lý nhưng chỉ ở giai đoạn cây con không kéo dài đến giai đoạn trưởng thành. Hiệu quả của ba hóa chất được xếp hạng như EMS>consixin>SA. Roychowdbury R và ctv. (2012) phân tích các thông số di truyền trên các cá thể đậu xanh đột biến bởi EMS. Kết quả là các nghiệm thức đã xử lý EMS có thông số di truyền cao hơn so với nghiệm thức đối chứng, đặc biệt ở nồng độ 0,4% EMS và 0,6% EMS thì thông số di truyền là cao nhất. Kiểu hình, kiểu gen, gen mong muốn và hệ số di truyền tăng so với đối chứng. 1.6.2 Ở Việt Nam Nguyễn Thị Lý Anh, Lê Hải Hà và Vũ Hoàng Hiệp (2009), nghiên cứu ảnh hưởng của EMS invitro đối với cây cẩm chướng. Kết quả là EMS làm giảm khả năng sống, khả năng phát sinh chồi từ đoạn thân mang mắt ngủ của cây cẩm chướng invitro. Nồng độ EMS càng cao, thời gian xử lý mẫu càng dài thì tỷ lệ mẫu sống và phát sinh chồi càng giảm. Xử lý EMS đã làm tăng tỷ lệ biến dị cho cây cẩm chướng nuôi cấy invitro từ 5,1 đến 22,7 so với đối chứng. Nồng độ và thời gian xử lý thích hợp là 0,4% EMS trong 2 giờ. 1.6 ĐẶC TÍNH CỦA GIỐNG ĐẬU XANH ĐX 208 Đặc tính của giống đậu xanh được sử dụng để gây đột biến được mô tả ở Bảng 1.1 bên dưới. Bảng 1.1 Đặc tính của giống đậu xanh ĐX 208 Đặc tính Giá trị Thời gian sinh trưởng (ngày) 60-70 Chiều cao cây (cm) Số trái trên cây (trái) Chiều dài trái (cm) Số hạt trên trái (hạt) Trọng lượng 1000 hạt (g) Năng suất (tấn/ha) 80-95 10-15 9-11 10-12 60-70 1,2-2,5 (Nguồn: Trần Thị Thanh Thủy Và Trương Trọng Ngôn, 2010) 12 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM + Thời gian thực hiện: từ 27/02/2013 đến 14/05/2013. + Địa điểm: khu II, trường Đại Học Cần Thơ. 2.2 PHƯƠNG TIỆN 2.2.1 Vật liệu nghiên cứu Giống đậu xanh ĐX 208 và hạt M2 của các nghiệm thức xử lý đột biến EMS từ giống đậu xanh ĐX 208, vật liệu nghiên cứu có xuất xứ từ Bộ môn Di Truyền Giống Nông Nghiệp, khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng. trường Đại Học Cần Thơ. 2.2.2 Thiết bị, hóa chất và vật tư + Thiết bị: tủ sấy, cân phân tích, máy đo ẩm độ hạt, máy chụp hình kỹ thuật số Nikon 14.0, các dụng cụ phục vụ việc chăm sóc, thu hoạch và thu thập chỉ tiêu. + Vật tư: Phân : sử dụng 3 loại phân đơn: Urea: (46%N); Super lân (16% P2O5); KCL (60% K2O). Thuốc trừ sâu: Peran 50 EC, Laminat 40 sp, Diazan 10 GR. Thuốc phòng bệnh héo cây con: Validan 3 FR. Thuốc diệt cỏ: Onecide 15 EC 2.3 PHƯƠNG PHÁP 2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố, 3 lần lặp lại, gồm 5 nghiệm thức, trong đó nghiệm thức đối chứng là giống ĐX 208 (không xử lý EMS), 4 nghiệm thức còn lại là hạt M2 của giống ĐX 208, mỗi một nghiệm thức là một mức nồng độ khác nhau. Các mức nồng độ tương ứng với từng nghiệm thức được trình bày ở Bảng 2.1. Mỗi nghiệm thức gieo 3 hàng, mỗi hàng dài 4m, khoảng cách gieo (50 x 20) cm, gieo một hạt/hốc. 13 Bảng 2.1 Các nghiệm thức trong thí nghiệm Số TT 1 2 3 4 5 Nghiệm thức 0% EMS (đối chứng) 0,2% EMS 0,4% EMS 0,6% EMS 0,8% EMS 2.3.2 Phương pháp canh tác Làm đất: Xịt thuốc cỏ, dọn cỏ, cuốc xới, lượm sạch gốc cỏ. Bón phân theo công thức phân: 60N-60P2O5-40K2O. Phân được chia làm 3 lần bón Bón lót: Super lân (4,7kg), clorua kali (1kg) và phân vi sinh. Rải đều trước khi gieo hạt. Bón thúc: Lần 1 lúc 21 ngày sau khi gieo với urea (0,5kg) Lần 2 lúc 30 ngày sau khi gieo với urea (0,5kg). Lưu ý: bón thúc kết hợp làm cỏ, vun gốc. Gieo hạt: Hạt được gieo bằng cách chặt rãnh sâu khoảng 2 cm, gieo hạt theo hàng, khoảng cách giữa các hàng là 50 cm, giữa các hạt là 20 cm, dùng tro trấu lấp hạt lại để giữ ẩm. Tưới nước: Việc tưới nước là khâu kỹ thuật quan trọng đảm bảo cây nảy mầm và cây con phát triển tốt. Trong 10 NSKG tưới bằng thùng búp sen 2 lần/ngày, sau đó tưới 1 lần/ngày. Làm cỏ: Tiến hành làm cỏ lúc 15 NSKG kết hợp với vun gốc để tạo sự thông thoáng cho cây, giúp cây phát triển tốt. . Phòng trừ sâu bệnh, cỏ dại gây hại Phòng trừ sâu: Ngay sau khi gieo, tiến hành rãi Diazan 10GR vào buổi chiều cùng ngày để phòng trừ kiến và một số côn trùng gây hại. 15 – 20 NSKG xịt Peran 50EC để phòng trừ sâu đục thân gây hại. 30 – 35 NSKG xịt Laminat 40sp để phòng trừ sâu đục quả gây hại. Phòng trừ bệnh: 15 NSKG xịt Validan 3FR để phòng trừ bệnh héo cây con. 14 Diệt cỏ: Dùng thuốc diệt cỏ hậu nảy mầm Onecide 15EC để diệt một số loài cỏ lá hẹp vào lúc 7 – 10 NSKG và lúc 20 – 25 NSKG. Công tác phòng trừ sâu bệnh được theo dõi thường xuyên để phát hiện và xử lý kịp thời. 2.3.3 Phương pháp thu thập và phân tích chỉ tiêu 2.3.3.1 Đặc tính sinh trưởng + Ngày mọc mầm: Ghi nhận ngày có 50% số cây trong hàng mọc mầm (cây mọc mầm khi có hai tử diệp xòe ra). + Ngày trổ: Ghi nhận ngày có 50% số cây trong hàng bắt đầu trổ hoa đầu tiên trên thân chính hoặc trên cành. + Thời gian trổ: Ghi nhận ngày có 50% số cây trổ hoa đến 50% số cây trong hàng có hoa trên ngọn dứt trổ. + Ngày chín: Quan sát 95% số cây mang trái chín (vỏ trái chuyển sang màu đặc trưng của giống). + Thời gian sinh trưởng: Tính từ ngày gieo hạt đến ngày chín (95% số trái trên cây chín). 2.3.3.2 Sức sống của cây ở thế hệ M2 + Tỉ lệ sống của cây con: Đếm tổng số cây con còn sống ở thời điểm 10 NSKG, và 30 NSKG sau đó tính tỉ lệ sống của cây con theo công thức: Tỉ lệ sống của cây con = Số cây con còn sống Số cây con quan sát x 100 2.3.4 Thu thập các kiểu đột biến hình thái Quan sát các kiểu đột biến hình thái của cây đậu xanh ở các nghiệm thức từ 7 NSKG đến khi thu hoạch, như đột biến về màu sắc lá, số lượng lá chét, dạng lá chét ở các giai đoạn sinh trưởng của cây. 2.3.5 Thu thập các chỉ tiêu nông học + Chiều cao cây lúc chín (cm) Đo từ mặt đất đến đỉnh sinh trưởng của 35 cây của từng nghiệm thức ở ba lần lặp lại lúc thu hoạch. 15 + Chiều dài trái (cm) Đo lấy giá trị trung bình của 5 trái chín ngẫu nhiên ở mỗi cây mẫu (35 cây) ở từng nghiệm thức trong 3 lần lặp lại. + Số hạt/trái Lấy số hạt trung bình trên 5 trái đã đo chiều dài ở mỗi cây mẫu. + Số trái /cây Đếm số trái/cây ở mỗi cây mẫu (35 cây) ở từng nghiệm thức trong 3 lần lặp lại. +Trọng lượng 100 hạt (g) Lấy ngẫu nhiên 100 hạt bình thường ở mỗi cây mẫu (35 cây) ở từng nghiệm thức trong 3 lần lặp lại, cân khối lượng và quy về ẩm độ chuẩn 12% theo công thức: W12% = (W 100  H 0 ) 88 Trong đó: W: trọng lượng hạt lúc cân. W100: trọng lượng 100 hạt H0: ẩm độ hạt lúc cân (đo bằng máy đo ẩm độ PFEUFFER – HE50 + Trọng lượng hạt trên cây (g/cây) Cân hạt ở mỗi cây mẫu (35 cây) ở từng nghiệm thức trong 3 lần lặp lại, quy vể ẩm độ chuẩn 12%. 2.3.6 Tính các thông số biến dị di truyền + Hệ số phương sai kiểu gen (GCV) Hệ số phương sai kiểu gen (Genotypic Coefficient of Variance) được tính bằng công thức: GCV  Trong đó: G G X là căn số của phương sai theo kiểu gen X là giá trị trung bình của các nhân tố 16 + Hệ số phương sai kiểu hình (PCV) Hệ số phương sai kiểu hình (Phenotypic Coefficient of Variance) được tính  bằng công thức: PCV  P X Trong đó:  P là căn số của phương sai theo kiểu hình X là giá trị trung bình của các nhân tố +Ý nghĩa của GCV và PCV PCV và GCV PCV và GCV PCV và GCV < 10% 10 – 15% > 15% ở mức ý nghĩa thấp ở mức ý nghĩa trung bình ở mức ý nghĩa cao + Hệ số di truyền theo nghĩa rộng H2 Hệ số di truyền theo nghĩa rộng (Heritability in broad sense) là tỷ lệ giữa hệ số phương sai kiểu gen (GCV) và hệ số phương sai kiểu hình (PCV). H 2 (%)   G2  100  P2 Trong đó:  G là phương sai theo kiểu gen  P là phương sai theo kiểu hình Mức ý nghĩa: H2 < 30% ở mức ý nghĩa thấp 30% < H2 < 70% ở mức ý nghĩa trung bình H2 > 70% ở mức ý nghĩa cao + Tiến bộ di truyền (GA) Tiến bộ di truyền (Genetic Advance) trong trường hợp một tính trạng được tính bằng công thức sau: GA  K .h 2 . p Trong đó: K là hệ số chọn lọc ở cường độ 5% và có giá trị bằng 2,06 h2 là hệ số di truyển nghĩa rộng  p là căn số của phương sai theo kiểu hình 17 2.3.7 Đánh giá các chỉ tiêu sâu bệnh + Đánh giá sâu hại Chú ý các loại sâu hại thường xuyên xuất hiện như: Sâu ăn tạp (Spodoptera litura). Mức độ gây hại được đánh giá theo 5 cấp của AVRDC như sau: - Cấp 1: Không bị sâu phá hoại. Cấp 2: Nhẹ, 1-10% cây bị hại, rải rác một vài lá đến ¼ diện tích lá. Cấp 3: Vừa, có 11-50% cây bị hại và trên các cây này có 1/4-1/2 diện tích lá bị hại. Cấp 4: Nặng, 51-75% cây bị hại và trên các cây có 1/2-2/3 diện tích lá bị hại. Cấp 5: Rất nặng, 76-100% cây bị hại và trên các cây có hơn 2/3 diện tích lá bị hại. Sâu đục thân (Melanagromyza phaseoli). Mức độ gây hại được đánh giá theo 5 cấp của AVRDC như sau: - Cấp 1: 0-5% cây, kháng. Cấp 2: 6-10% cây, hơi kháng. Cấp 3: 11-25% cây, hơi nhiễm. Cấp 4: 26-50% cây nhiễm. Cấp 5: > 50% cây, rất nhiễm. Sâu đục trái (Maruca testulalis). Mức độ gây hại được đánh giá theo 5 cấp của AVRDC như sau: - Cấp 1: trái không bị hại, kháng. Cấp 2: 1-10% trái, hơi kháng. Cấp 3: 11-50% trái, hơi nhiễm. Cấp 4: 51-75% trái nhiễm. Cấp 5: > 75% trái rất nhiễm. + Đánh giá mức độ các bệnh chính Ghi nhận các loại bệnh chính như: bệnh héo cây con (Rhizoctonia solani), bệnh đốm lá (Cercospora canescens), bệnh rỉ (Uromyces appendicuslatus), bệnh khảm (cực vi khuẩn SMV). Mức độ đánh giá theo 5 cấp của AVRDC như sau: 18 Bệnh héo cây con (Rhizoctonia solani) Ghi nhận ở giai đoạn cây con đến cuối giai đoạn sinh trưởng, đếm số cây chết trên giống suy ra phần trăm bị chết của giống đó. - Cấp 1: không bị hại. Cấp 2: 1-3% cây chết, hơi kháng. Cấp 3: 4-8% cây chết, hơi nhiễm. Cấp 4: 9-20% cây chết, nhiễm. Cấp 5: trên 20% cây chết, rất nhiễm. Bệnh đốm lá (Cercospora canescens) Cách đánh giá: Đếm số lá có vết bệnh và diện tích vết bệnh trên diện tích lá ở giai đoạn 50-60 ngày sau khi gieo. - Cấp 1: Không có vết bệnh, rất kháng. Cấp 2: lá có vết bệnh nhỏ rải rác một vài lá đến 1/4 diện tích lá, kháng. Cấp 3: lá có vết bệnh chiếm 1/4-1/2 diện tích lá, hơi kháng. Cấp 4: lá có bệnh nhiễm 1/2-3/4 diện tích lá bị hại, nhiễm vừa. Cấp 5: trên ¾ diện tích lá bị hại, rất nhiễm. Bệnh khảm (Mosaic Virus) Đếm số cây bị bệnh trên giống, đánh giá theo 5 cấp của AVRDC. - Cấp 1: lá không bị hại, rất kháng. Cấp 2: 1-5% lá bị hại, kháng. Cấp 3: 6-15% lá bị hại, hơi kháng. Cấp 4: 16-25% lá bị hại, hơi nhiễm. Cấp 5: trên 40% lá bị hại, rất nhiễm + Đánh giá mức độ ngã Ghi nhận mức độ ngã vào ngày chín đánh giá theo 5 cấp - Cấp 1: không đổ ngã, bình thường. Cấp 2: hơi nghiêng hoặc ít cây ngã. Cấp 3: tất cả nghiêng 300 hoặc 25-50% số cây đổ. Cấp 4: tất cả nghiêng 450 hoặc 50-70% số cây đổ. Cấp 5: tất cả đều đổ ngã. 19 2.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ Các số liệu thu thập được phân tích như sau: - Chương trình Microsof Excel dùng để xử lý số liệu thô và tính các đặc số thống kê như số trung bình, hệ số biến thiên CV%, GCV, PCV, h2, GA. - Phần mềm SPSS 16.0 dùng để phân tích phương sai và kiểm định DUNCAN các trung bình nghiệm thức. 20 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 3.1 GHI NHẬN TỔNG QUÁT 3.1.1 Tình hình thời tiết và khí hậu Bảng 3.1. Tình hình thời tiết và khí hậu tại Cần Thơ từ tháng 2 đến tháng 5 năm 2013. Nhiệt độ (0C) Lượng mưa (mm) Ẩm độ (%) Số giờ nắng (giờ) Tháng 2 27,3 3,7 73 229,8 Tháng 3 28,3 - 76 294,1 Tháng 4 29,1 54,7 79 216,9 Tháng 5 28,9 169,1 82 230,3 Nguồn: Trung tâm khí tượng thủy văn Thành Phố Cần Thơ năm 2013 Qua các tháng, từ tháng 2 đến tháng 5 năm 2013, nhiệt độ ở Cần Thơ ở mức trung bình khoảng 280C, chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng không đáng kể, tháng 2 có nhiệt độ thấp nhất (27,30C) tăng dần đến tháng 4 nhiệt độ lên cao nhất (29,10C) theo Phạm Hữu Trinh (1986) nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng, ra hoa, tạo quả là 25 – 300C. Qua Bảng 3.1, cho thấy nhiệt độ tương đối phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của đậu xanh. Đậu xanh được gieo vào cuối tháng 2 có lượng mưa thấp (3,7mm), tháng 3 không có mưa và số giờ nắng cao nhất (294,1 giờ) nên sau khi gieo phải tưới nước đầy đủ để hạt đậu mọc mầm nhanh, qua tháng 5 lượng mưa cao nhất (169,1mm), ẩm độ cao nhất (82%), số giờ nắng tương đối cao (230,3 giờ), giai đoạn này là giai đoạn quả chín và chuẩn bị thu hoạch, tuy có lượng mưa và ẩm độ đều cao nhất trong các tháng nhưng vẫn không quá cao so với nhu cầu cần thiết của cây đậu xanh nên có thể nói điều kiện thời tiết và khí hậu thuận lợi cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh. 3.1.2 Tình hình sâu bệnh cỏ dại và đỗ ngã Khoảng 15 NSKG cỏ dại xuất hiện rải rác trong ruộng thí nghiệm nhưng sau đó cỏ đã được kiểm soát kịp thời bằng biện pháp thủ công đến khi cây đậu giáp tán mật độ cỏ giảm đáng kể. Bên cạnh đó đậu được chăm sóc hằng ngày nên sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu tương đối tốt. 21 Bảng 3.2 Tình hình sâu bệnh ở thế hệ đột biến M2 trên các nghiệm thức Sâu đục thân TT Nghiệm thức Bệnh héo cây con Bệnh đốm lá % cây chết Cấp Cấp Cấp 1 0,0% EMS (ĐC) 6,1 2 1 2 2 0,2% EMS 8,3 2 1 2 3 0,4% EMS 8,3 2 1 2 4 0,6% EMS 6,1 2 1 2 5 0,8% EMS 1,7 1 1 2 Do điều kiện thời tiết khá thuận lợi, từ lúc gieo đến khi thu hoạch không xuất hiện bệnh héo cây con ở các nghiệm thức, được đánh giá Cấp 1. Sâu đục thân (Melanagromyza phaseoli) xuất hiện lúc 15 – 20 NSKG trên tất cả các nghiệm thức. Tuy nhiên nghiệm thức 0,8% EMS có tỉ lệ cây chết do sâu đục thân thấp nhất (1,7%), được đánh giá cấp 1 (Kháng), đây là đặc tính quý cần được chú trọng để khai thác. Các nghiệm thức còn lại tỉ lệ chết do sâu đục thân cao hơn vớ % cây chết dao động từ 6,1-8,3% được đánh giá ở cấp 2 (Bảng 3.2). Bệnh đốm lá (Cercospora canescens) xuất hiện khá muộn, khoảng 38 NSKG kéo dài đến lúc thu hoạch, bệnh đốm lá xuất hiện trên tất cả các nghiệm thức, mức độ thiệt hại không đáng kể, được đánh giá ở Cấp 2. 3.2 ĐẶC TÍNH SINH TRƯỞNG CỦA CÂY ĐẬU XANH Ở CÁC NGHIỆM THỨC XỬ LÝ EMS TRONG THẾ HỆ M2 3.2.1 Thời gian mọc mầm Ở thế hệ M2 thời gian mọc mầm ở các nghiệm thức như nhau (4 NSKG) (Hình 3.4 và phụ chương 8). 3.2.2 Thời gian trổ hoa Thời gian trổ hoa ở các nghiệm thức tương đối ngắn dao động từ 33-34 ngày, hai nghiệm thức 0,4% và 0,6% EMS có thời gian trổ hoa là 33 ngày, ngắn hơn ở các nghiệm thức còn lại 1 ngày. Nhìn chung thời gian trổ hoa của các nghiệm thức ít bị ảnh hưởng bởi hóa chất EMS bởi vì hai đặc tính này do gen kiểm soát, có thể hóa chất EMS chỉ tác động lên một ít gen. 22 Ngày 70 58 60 58 57 58 57 50 40 thời gian mọc mầm 30 thời gian sinh trưởng 20 10 4 4 4 4 4 0 0% EMS 0,2% EMS 0,4% EMS 0,6% EMS 0,8% EMS Hình 3.1 Đặc tính sinh trưởng ở thế hệ đột biến M2 trên các nghiệm thức Thời gian sinh trưởng Thời gian sinh trưởng ở các nghiệm thức trong thế hệ M2 của giống đậu xanh ĐX 208 tương đối ngắn, chúng dao động trong khoảng 57 – 58 ngày. Nghiệm thức 0,4 và 0,6% EMS có thời gian sinh trưởng là 57 ngày, ngắn hơn các nghiệm thức còn lại 01 ngày. Thời gian sinh trưởng ở các nghiệm thức thay đổi rất ít. Vì vậy có thể nói rằng EMS chưa tác động đến thời gian sinh trưởng giống đậu xanh trồng thí nghiệm (Hình 3.1 và phụ chương 8). 3.3 SỨC SỐNG CỦA CÂY ĐẬU XANH Ở THẾ HỆ ĐỘT BIẾN M2 TRÊN CÁC NGHIỆM THỨC Tỷ lệ sống của cây con thời điểm 10 NSKG dao động từ 85,0 % (0,8 % EMS) đến 91,7 % (đối chứng). Nhìn chung, tỷ lệ sống của cây con ở các nghiệm thức có xử lý EMS thấp hơn so với tỷ lệ sống của cây con ở nghiệm thức đối chứng. Số liệu ở Bảng 3.3 cho thấy tỷ lệ sống của cây con có xu hướng giảm dần khi tăng nồng độ xử lý EMS. Kết quả này cũng được tìm thấy trong thí nghiệm của Nandanwar và Khamakar (1996), Singh và ctv (1997) ở đậu xanh. Nguyên nhân cây chết có thể là do ảnh hưởng của chất gây đột biến EMS đến các mô phân sinh của hạt trong lúc nảy mầm hoặc có thể do nhiễm sắc thể bị tổn thương về mặt sinh lý và sinh hóa ( Singh et al., 1997; Nilan et al.,1976). Ngoài ra, EMS cũng tác động đến quá trình phân bào nguyên nhiễm làm cho quá trình này bị đình trệ trong giai đoạn đầu (Yadav, 1987). Ananthaswamy và ctv. (1971) thì cho rằng sự sai hình nhiễm sắc thể làm ảnh hưởng đến các enzym cảm ứng như enzym catalase và enzym lipase 23 cũng như hoạt động của các nội tiết tố từ đó làm giảm sự nảy mầm và khả năng sống của cây. Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ EMS lên sức sống của thế hệ đột biến M2 ở các nghiệm thức. Tổng cây Nghiệm thức 0,0% EMS (ĐC) Lúc quan sát 180 10 NSKG 30 NSKG 165 136 Tỷ lệ (%) Cây sống ở Cây sống ở 10 NSKG 30 NSKG 91,7 82,4 0,2% EMS 180 161 146 89,4 90,7 0,4% EMS 180 156 134 86,7 85,9 0,6% EMS 180 157 154 87,2 98,1 0,8% EMS 180 153 140 85,0 91,5 Tỷ lệ sống của cây trưởng thành (30 NSKG), dao động từ 82,4 % (đối chứng) đến 98,1% (0,6% EMS). Số liệu ở Bảng 3.3 cho thấy sức sống của cây trưởng thành ở các nghiệm thức xử lý EMS đều cao hơn so với nghiệm thức đối chứng, ở nồng độ càng cao sức sống của cây càng mạnh, kết quả này trái ngược với kết quả về tỷ lệ sống của cây con (giai đoạn 10 NSKG), có nghĩa là ở các nghiệm thức có xử lý EMS thì khi cây càng lớn cây càng có sức chống chịu cao với tác động của môi trường. 3,4 KIỂU HÌNH Ở CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN M2 Vào giai đoạn từ 5-40 NSKG ở các nghiệm thức xử lý EMS đều xuất hiện các dạng đột biến liên quan đến sự rối loạn diệp lục tố đó là các dạng đột biến về màu sắc lá, dạng lá chét và số lượng lá chét. Tổng số đột biến về diệp lục tố cao nhất ở nghiệm thức 0,6% EMS (92,8%), thấp nhất ở nghiệm thức 0,4% EMS (63,3%), các nghiệm thức 0,2% EMS và 0,8% EMS chiếm tỉ lệ lần lượt là 88,9% và 77, 2% (Bảng 3.4). 3.4.1 Đột biến về màu sắc lá trên thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS Đột biến bạch tạng (0,53%) xuất hiện lúc 5 NSKG ở nghiệm thức 0,4% EMS (Hình 3.2 A), cây sống được 4 ngày rồi chết. Khoảng 10 NSKG, trên ruộng đậu thí nghiệm đồng loạt xuất hiện đột biến về màu sắc lá ở tất cả các nghiệm thức xử lý EMS. Tỷ lệ đột biến cao nhất ở nghiệm thức 0,2% EMS (30%), thấp nhất ở nghiệm thức 0,4% EMS (19,4%), các lá bị đột biến xuất hiện những đốm vàng, trắng xen kẻ nhau khắp mặt lá hoặc chỉ có một phần trên mặt lá (Hình 3.2 B), hoặc là xuất hiện 24 những mãng vàng phân bố đều trên mặt lá, hoặc chỉ ở rìa ngoài của lá. Bên cạnh đó một số cây gân lá cũng có màu vàng khác với những gân lá khác (Hình 3.2). Bảng 3.4 Biến dị về màu sắc lá, hình dạng lá, số lượng lá chét trên thế hệ đột biến M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS Nghiệm thức Số cây quan sát Số cây bị đột biến Tỉ lệ (%) Tổng (%) Màu Dạng sắc lá lá Màu sắc lá Dạng lá 0,2% EMS 180 54 43 Số lượng lá 63 30,0 23,9 Số lượng lá 35,0 0,4% EMS 180 35 28 51 19,4 15,6 28,3 63,3 0,6% EMS 180 47 36 84 26,1 20,0 46,7 92,8 0,8% EMS 180 43 31 65 23,9 17,2 36,1 77,2 88,9 Nguyên nhân là do EMS gây tổn thương cho cây đậu về mặt sinh lý chủ yếu làm chất diệp lục bị rối loạn, đột biến diệp lục tố có thể liên quan đến gen hoặc thay đổi nhiễm sắc thể hoặc chỉ là một cơ chế sinh lý của cây. Hiện tượng chết cây hầu hết xuất hiện ở giai đoạn sớm của quá trình phát triển của cây. Tuy nhiên nếu triệu chứng này xảy ra trên lá kép thì cây vẫn còn sống bình thường. 3.4.2 Đột biến về hình dạng lá Ngoài đột biến về màu sắc lá, EMS còn gây ra sự biến đổi khác lạ về hình dạng lá như lá chét bị chẻ thùy (chẻ thùy sâu, chẻ thùy cạn), các lá chét có dạng răng cưa ở mép lá, lá bị nhăn nhúm một phần hay cả lá. Ở nghiệm thức 0,2% EMS có tỷ lệ đột biến về hình dạng lá cao nhất với 23,9 %, tiếp theo là nghiệm thức 0,6% EMS (20%), thấp nhất là nghiệm thức 0,4% EMS (15,8%). Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong nghiên cứu của Asencion và ctv (1994). Nguyên nhân chính dẫn đến các dạng đột biến trên là do sự thiếu hụt diệp lục tố bên trong lá, ngoài ra cũng có thể là do chất diệp lục và tiền chất của nó bị giảm mạnh, lục lạp phát triển khiếm khuyết, các thylakoid không xếp chồng lên nhau thành hạt grana, ít chất nền stroma dẫn đến việc trì hoãn việc lắp ráp thylakoid (Bảng 3.4 và Hình 3.3) 3.4.3 Đột biến về số lượng lá Ở điều kiện bình thường cây đậu xanh có 3 lá chét, nhưng khi được xử lý bằng EMS, do tác động của EMS nên đã xuất hiện một số cây có nhiều hoặc ít hơn 3 lá chét, trong số đó số lượng cây có 4 lá chét chiếm tỷ lệ cao nhất, một số cây xuất hiện 5 lá (Hình 3.4). Qua Bảng 3.4 cho thấy đột biến về số lượng lá chiếm tỷ lệ cao 25 nhất so với 2 dạng đột biến về màu sắc và hình dạng lá. Nghiệm thức xử lý 0,6 % EMS có tỷ lệ đột biến cao nhất với 46,7 %, kế tiếp là nghiệm thức 0,8 % EMS với 36,1 % tiếp theo là nghiệm thức 0,2% EMS (35,0 %) và thấp nhất là ở nghiệm thức 0,4 % EMS (28,3%). Hình 3.2 Đột biến về màu sắc lá ở thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS (A) Cả cây bị bạch tạng; (B) Đốm vàng và đốm trắng trên mặt lá ; (C) Lá có đốm màu vàng trên một phần mặt lá ; (D) Lá vàng đều trên mặt lá; (E) Gân lá có màu vàng; (F) Rìa lá có màu vàng 26 Hình 3.3 Đột biến về hình dạng lá trên thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS (A) (B) Lá chẻ thùy cạn ; (C) Lá chẻ thùy sâu ; (D) Lá chẻ thùy cạn một bên (E) Lá chẻ thùy kết hợp nhăn nhúm; (F) Lá chẻ thùy đối xứng hai bên 27 Hình 3.4 Đột biến về số lượng lá trên thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS (A) Dạng 1 lá chét ; (B) Dạng 2 lá chét ; (C) Dạng 3 lá đơn lúc mới mọc; (D) Dạng 4 lá chét; (E) Dạng 5 lá chét ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC 3.3.1 Chiều cao cây lúc chín Chiều cao cây lúc chín của các nghiệm thức biến động từ 88,3 cm (0,4% EMS) đến 95,3 cm (0,2% EMS), chiều cao cây trung bình của 5 nghiệm thức là 92,6 cm, chiều cao cây lúc chín khác biệt có ý nghĩa qua phân tích thống kê (Bảng 3.5). Nghiệm thức 0,4% EMS có chiều cao cây lúc chín thấp hơn chiều cao cây lúc chín ở nghiệm thức đối chứng. Các nghiệm thức còn lại đều có chiều cao cây lúc chín tương đương với chiều cao cây của nghiệm thức đối chứng. Thông thường thì chiều cao cây phụ thuộc vào kiểu gen, thời vụ gieo đất đai và sự chăm sóc. Bảng 3.5 Chiều cao cây lúc chín (cm) ở thế hệ M2 ở các nghiệm thức STT Nghiệm thức Chiều cao chín (cm) 1 0% EMS (ĐC) 93,4 a 2 0,2% EMS 95,3 a 3 0,4%EMS 88,3 b 4 0,6%EMS 93,0 a 5 0,8%EMS 92,8 a Trung bình 92,6 Giá trị F * CV (%) 2,26 Những số trong cùng một cột có chữ số theo sau giống nhau thì không khác biệt qua phép thử DUNCAN (*) : khác biệt ở mức ý nghĩa 5%; (**): khác biệt ở mức 1%. 28 3.3.2 Thành phần năng suất và năng suất ở các dòng đột biến M2 của các nghiệm thức Bảng 3.6 cho thấy các thành phần năng suất như số trái trên cây chiều dài trái, số hạt trên trái, trọng lượng 100 hạt đều khác biệt không ý nghĩa qua phân tích thống kê. Số liệu trình bày trong Bảng 3,6 cho thấy có sự chênh lệch rất nhỏ trong cùng một tính trạng nghiên cứu giữa các nghiệm thức. Điều này có thể giải thích như nhau: Đây là các tính trạng do đa gen kiểm soát, chịu ảnh hưởng rất mạnh bởi các yếu tố ngoại cảnh, trong thời gian nghiên cứu tương đối ngắn nên chưa thấy được tác động của EMS lên các tính trạng này rỏ ràng như ở các tính trạng hình thái. Bảng 3.6 Thành phần năng suất và năng suất của cây đậu xanh ở thế hệ M2 trên các nghiệm thức STT Nghiệm thức Số trái/cây Chiều dài trái (cm) Số hạt/trái TL 100 hạt (g) TL hạt/cây(g) 1 0% EMS (ĐC) 21,4 10,4 11,1 6,8 11,0 2 0,2% EMS 21,8 10,4 11,0 6,6 12,0 3 0,4% EMS 21,4 10,2 10,9 6,8 11,7 4 0,6% EMS 19,5 10,2 10,8 7,0 10,8 5 0,8% EMS 21,2 10,2 10,6 6,8 11,3 Trung bình 21,1 10,3 10,9 6,8 11,4 Giá trị F ns ns ns ns ns CV (%) 8,02 1,5 1,95 2,63 8,34 (ns): khác biệt không có ý nghĩa 3.5.1 GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH, GCV, PCV, H2 VÀ GA Ở MỘT SỐ CHỈ TIÊU KHẢO SÁT TRÊN CÁC DÒNG ĐỘT BIẾN M2 Năng suất đậu xanh là tính trạng do nhiều gen kiểm soát và luôn chịu sự tác động của môi trường. Sự hiểu biết về biến dị di truyền và lượng hóa nguồn biến dị giữa các thông số khác nhau là bước quan trọng trong việc cải thiện giống. Hệ số di truyền đo lường biến dị kiểu hình. Ngoài ra, tiến bộ di truyền giúp hiểu được kiểu di truyền của các tính trạng số lượng (Trương Trọng Ngôn, 2013). 29 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của nồng độ EMS lên các thông số di truyền ở thế hệ M2 ở các nghiệm thức Tính trạng Cao chín TL 100 hạt Số trái trên cây TL hạt Nồng độ Thông số 0,0% EMS 0,2% EMS 0,4% EMS 0,6% EMS 0,8% EMS TB  SE 93,5  0,29 95,3  1,01 88,3  0,24 93,0  0,18 92,8  0,13 GCV (%) 5,85 8,88 10,80 8,47 7,77 PCV (%) 5,99 14,06 11,15 8,69 7,90 H2 95,00 40,00 94,00 95,00 97,00 GA (%) 11,72 11,59 21,59 17,00 15,79 TB  SE 6,8  0,01 6,6  0,01 6,8  0,03 7,0  0,02 6,8  0,03 GCV (%) 4,82 5,44 7,30 6,45 6,05 PCV (%) 5,22 5,66 8,38 6,92 7,39 H2 85,00 93,00 75,00 87,00 68,00 GA (%) 9,25 10,87 12,86 12,27 10,28 TB  SE 21,4  0,16 21,7  0,19 21,5  0,15 19,5  0,11 21,3  0,19 GCV (%) 28,96 33,19 32,95 28,64 31,87 PCV (%) 30,00 34,35 33,76 29,19 33,15 H2 93,00 93,00 95,00 96,00 92,00 GA (%) 57,47 65,81 66,04 57,7 62,82 TB  SE 10,8  0,80 12,0  0,12 11,7  0,06 11,0  0,12 11,3  0,10 GCV (%) 31,17 35,12 38,01 32,68 35,24 30 trên cây PCV (%) 33,04 36,54 38,35 33,5 36,28 H2 89 92 98,00 95 94 GA (%) 60,6 69,24 77,38 65,55 70,22 Ước lược giá trị trung bình, hệ số phương sai kiểu gen (GCV) và hệ số phương sai kiểu hình (PCV), hệ số di truyền theo nghĩa rộng (H2) và tiến bộ di truyền (GA) của các nghiệm thức được trình bày ở Bảng 3.7. Các dòng đột biến M2 ở cả hai thí nghiệm đều có hệ số phương sai kiểu hình (PCV) cao hơn hệ số phương sai kiểu gen (GCV) và giá trị chênh lệch giữa 2 hệ số này tương đối nhỏ, vì vậy có thể nói rằng môi trường thí nghiệm tác động ít đến sự biểu hiện của các tính trạng, phần lớn các tính trạng khảo sát là do kiểu gen chi phối. Kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Jalgaonkar et al. (1990). Tính trạng chiều cao cây lúc chín có hệ số phương sai kiểu gen (GCV) và hệ số phương sai kiểu hình (PCV) ở mức thấp đến trung bình. GCV (10,8%), GA (21,59%) cao nhất ở nghiệm thức 0,4% EMS, PCV (14,06%), cao nhất ở nghiệm thức 0,2% EMS. H2 (97,00%) cao nhất ở nghiệm thức 0,8% EMS. Trọng lượng 100 hạt (g) cũng có GCV, PCV ở mức thấp đến trung bình. GCV (7,30%), PCV (8,38), GA (12,86%) cao nhất ở nghiệm thức 0,4% EMS. H2 (93,0%) cao nhất ở nghiệm thức 0,2% EMS. Số trái trên cây có GCV (33,19%) và PCV (34,35%) cao nhất được tìm thấy ở nghiệm thức 0,2% EMS, H2 (96,00%) cao nhất ở nghiệm thức 0,6% EMS. GA (66,04%) cao nhất được tìm thấy ở nghiệm thức 0,4% EMS. Trọng lượng hạt trên cây (g) là tính trạng phức tạp, là kết quả của sự tương tác giữa các thành phần năng suất. Giá trị trung bình về trọng lượng hạt trên cây ở các nghiệm thức xử lý EMS đều cao hơn so với nghiệm thức đối chứng, GCV (38,01%) và PCV (38,35%), H2 (98%), GA (77,38%) cao nhất cũng được tìm thấy ở nghiệm thức 0,4% EMS. Nhìn chung hai tính trạng số trái trên cây và trọng lượng hạt trên cây ở các nghiệm thức xử lý EMS đều có GCV, H2, GA ở mức ý nghĩa cao nghĩa là hai tính trạng này có giá trị chọn lọc cao, là nền tảng cho việc cải thiện và chọn tạo giống mới. 31 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN Từ kết quả thí nghiệm có thể rút ra một số kết luận sau: Thời gian sinh trưởng của các dòng đột biến M2 tương đối ngắn dao động từ 57 – 58 ngày Ở nồng độ 0,8% EMS các dòng đột biến M2 ít bị nhiễm sâu đục thân nhất (Cấp 1). Tỷ lệ sống của cây con ở các dòng đột biến M2 giảm dần khi tăng nồng độ xử lý EMS EMS gây ra 3 loại đột biến hình thái trên lá (màu sắc lá, hình dạng lá và số lượng lá). Tỷ lệ đột biến hình thái trên lá rất cao (92,8%) ở nồng độ 0,6%, trong 3 loại đột biến kể trên thì đột biến số lượng lá có tỉ lệ cao nhất (46,7%) cũng ở nồng độ 0,6%. Chiều cao cây ở các dòng đột biến M2 bị giảm ở nồng độ 0,4% EMS. Năng suất và thành phần năng suất của các dòng đột biến M2 đều tương đương so với giống đối chứng ĐX 208. PCV, GCV của hai tính trạng chiều cao cây và trọng lượng 100 hạt ở các dòng đột biến M2 đều ở mức từ thấp ([...]... ở thế hệ đột biến M2 trên các nghiệm thức 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Ảnh hưởng của nồng độ EMS lên sức sống của thế hệ đột biến M2 ở các nghiệm thức Biến dị về màu sắc lá, hình dạng lá, số lượng lá chét trên thế hệ đột biến M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS Chiều cao cây lúc chín (cm) ở thế hệ M2 ở các nghiệm thức Thành phần năng suất và năng suất của cây đậu xanh ở thế hệ M2 trên các nghiệm thức Ảnh hưởng... khác nhau như đậu nành, hoa cẩm chướng, lúa, đậu xanh Sau khi xử lý các đột biến biểu hiện rõ ràng trên từng tính trạng, rất thích hợp cho việc nghiên cứu Vì những lý do trên đề tài “ Khảo sát sự biến dị di truyền ở các dòng đột biến thế hệ M2 của giống đậu xanh ĐX 208 được thực hiện nhằm: xác định được sự biến dị về mặt di truyền của các dòng đột biến M2 làm cơ sở cho việc tuyển chọn giống mới 1 CHƯƠNG... hình 3.1 Đặc tính sinh trưởng ở thế hệ đột biến M2 trên các nghiệm thức 3.2 Đột biến về màu sắc lá ở thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý EMS Trang 23 26 3.3 Đột biến về hình dạng lá trên thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý 27 EMS 3.4 Đột biến về số lượng lá trên thế hệ M2 ở các nghiệm thức xử lý 28 EMS ix DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Tên bảng Đặc tính của giống đậu xanh ĐX 208 2.1 Các nghiệm thức trong thí... Trần Thị Thanh Thủy và PGs.Ts Trương Trọng Ngôn TÓM LƯỢC Đề tài “ Khảo sát sự biến dị di truyền ở các dòng đột biến thế hệ M2 của giống đậu xanh ĐX 208 được thực hiện tại khu II, trường Đại Học Cần Thơ từ 27/02/2013 đến 14/05/2013 nhằm xác định được sự biến dị về mặt di truyền của các dòng đột biến M2 làm cơ sở cho việc tuyển chọn giống mới Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu... hạt ở các dòng đột biến M2 đều ở mức từ thấp (