ứng dụng chỉ thị phân tử khảo sát nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt trong tập đoàn giống đậu tương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TỐNG THỊ HUYỀN ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ KHẢO SÁT NGUỒN GEN KHÁNG BỆNH GỈ SẮT TRONG TẬP ĐOÀN GIỐNG ĐẬU TƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TỐNG THỊ HUYỀN ỨNG DỤNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ KHẢO SÁT NGUỒN GEN KHÁNG BỆNH GỈ SẮT TRONG TẬP ĐOÀN GIỐNG ĐẬU TƯƠNG Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Mã số : 06.42.02.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS VŨ ĐÌNH HÒA HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị, công trình nghiên cứu Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn, thông tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc./ Tác giả luận văn Tống Thị Huyền Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, cố gắng thân, nhận nhiều quan tâm giúp đỡ thầy cô giáo, gia đình bạn bè Trước tiên xin cảm ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Vũ Đình Hòa- Bộ môn Chọn giống- Khoa khoa học trồng- Học viện Nông nghiệp Việt Nam giành thời gian trí tuệ hướng dẫn giúp đỡ trình thực luận văn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô giáo Bộ môn Vi sinh vật Khoa Công nghệ sinh học – Học viện nông nghiệp Việt Nam quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến quý báu để luận văn hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện Cây lương thực Cây thực phẩm, đồng nghiệp Bộ môn Công nghệ sinh học - Viện Cây lương thực Cây thực phẩm đơn vị phối hợp giúp hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè quan tâm động viên khích lệ trình hoàn thành luận văn này./ Hà Nội, ngày 05 tháng năm 2014 Tác giả luận văn Tống Thị Huyền Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục từ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình viii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục đích Yêu cầu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cây đậu tương nghiên cứu chọn tạo đậu tương 1.1.1 Cây đậu tương (Glycine max) 1.1.2 Nghiên cứu chọn tạo đậu tương 1.2 Bệnh gỉ sắt đậu tương, phát triển bệnh thiệt hại suất 1.2.1 Bệnh gỉ sắt đậu tương(Phakopsora pachyrhizi sydow) 1.2.2 Ảnh hưởng điều kiện ngoại cảnh đến bệnh gỉ sắt 1.2.3 Tính biến chủng nấm Phakopsora pachyrhizi 10 1.2.4 Sự phát triển bệnh gỉ sắt (P pachirhizi) thiệt hại kinh tế 10 1.2.5 Gen qui định tính kháng bệnh gỉ sắt đậu tương thị phân tử 16 1.3 Tình hình sản xuất đậu tương nghiên cứu bệnh gỉ sắt 1.3.1 Việt Nam 24 Tình hình sản xuất đậu tương Việt Nam 24 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii 1.3.2 Kết nghiên cứu bệnh gỉ sắt triển vọng chọn giống đậu tương có khả kháng bệnh gỉ sắt Vệt Nam 26 Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Vật liệu nghiên cứu 33 2.1.1 Vật liệu nghiên cứu 33 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 33 2.1.3 Thời gian nghiên cứu 33 2.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu 33 2.2.1 Nội dung nghiên cứu 33 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 34 2.3 Xử lý số liệu 43 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 44 Đánh giá đặc điểm hình thái, suất chất lượng dòng, giống đậu tương đồng ruộng 44 3.1.1 Đặc điểm hình thái mẫu giống đậu tương xuân 2014 44 3.1.2 Đặc điểm sinh trưởng phát triển mẫu giống đậu tương xuân 2014 47 3.1.3 Năng suất yếu tố cấu thành suất giống đậu tương 51 3.1.4 Mức độ bị hại sâu bệnh dòng, giống đậu tương 55 3.1.5 Phân tích hàm lượng protein lipit hạt giống đậu tương 57 3.2 Đánh giá khả kháng bệnh gỉ sắt giống đậu tương lây nhiễm nhân tạo 3.3 59 Sử dụng thị SSR khảo sát nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt giống đậu tương 3.3.1 3.3.2 63 Kiểm tra độ nguyên vẹn tinh DNA tổng số dòng giống đậu tương 63 Sử dụng thị SSR khảo sát nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt 63 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv 3.4 So sánh đánh giá kết kiểu hình kiểu gen 30 dòng, giống đậu tương 72 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 75 Kết luận 75 Đề nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 84 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tên viết tắt SSR Viết đầy đủ Simple sequence repeats AVRDC Trung tâm nghiên cứu Rau củ châu Á AUDPC Chỉ số đường cong phát triển bệnh theo thời gian FAO USDA Tổ chức nông lương liên hợp quốc Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ SRB Bệnh gỉ sắt đậu tương châu Á TAN Tan-colored lesions RB Red brown Chr Chromosome Nhất tiến HLLS Nhất tiến hữu lũng lạng sơn Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1 Sản lượng đậu tương Việt Nam 26 2.1 Các thị liên kết gen kháng bệnh gỉ sắt 41 3.1 Đặc điểm hình thái giống đậu tương 45 3.2 Đặc điểm sinh trưởng phát triển đậu tương 48 3.3 Năng suất yếu tố cấu thành suất đậu tương 52 3.4 Mức độ bị hại sâu bệnh dòng, giống đậu tương 55 3.5 Chất lượng hạt đậu tương dòng, giống 58 3.6 Kết lây nhiễm nhân tạo bệnh gỉ sắt dòng, giống đậu tương 3.7 61 Kết chạy 10 thị SSR khảo sát nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt đậu tương 3.8 70 So sánh kết kiểu gen kiểu hình 30 dòng, giống đậu tương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 73 Page vii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1 Các dạng vết bệnh nấm P pachyrhizi gây hại đậu tương 12 1.2 Các nhóm liên kết với gen kháng bệnh gỉ sắt đậu tương 20 1.3 Diện tích trồng sản lượng đậu tương Việt Nam (2007 – 2014) 26 3.1 Chỉ thị Sat143 64 3.2 Chỉ thị Sat_275 65 3.3 Chỉ thị Sat-064 66 3.4 Chỉ thị Sct_187 66 3.7 Chỉ thị Satt288 68 3.8 Chỉ thị Satt 460 68 3.9 Chỉ thị Satt620 69 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii Bảng 3.8 So sánh kết kiểu gen kiểu hình 30 dòng, giống đậu tương Rpp1 Rpp2 Rpp3 Rpp4 Rpp5 Kiểu gen Kiểu hình Sct_187 Sat-064 Sat_255 Satt620 Satt460 Satt288 Sat_280 Kháng 5/8 6/8 2/8 5/8 4/8 6/8 5/8 Trung gian 2/10 2/10 5/10 3/10 2/10 0/10 7/10 Nhiễm 0/12 0/12 2/12 0/12 0/12 0/12 2/12 30 30 30 30 30 30 30 Số dòng, giống đánh giá Ghi chú: Số thứ tự dòng, giống từ 1- 30 tương ứng với STT danh sách dòng, giống Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 73 Chỉ thị Satt460 (Rpp3): phát có gen kháng 4/8 dòng, giống đậu tương có biểu kiểu hình kháng bệnh gỉ sắt(RB); 2/10 dòng, giống đậu tương có biểu kiểu hình trung gian(MIX) không phát dòng, giống có biểu kiểu hình nhiễm bệnh(TAN) Chỉ thị Satt288 (Rpp4): phát có gen kháng 6/8 dòng, giống đậu tương có biểu kiểu hình kháng bệnh gỉ sắt(RB) Đối với thị Sat_280(Rpp5): phát có gen kháng 5/8 dòng, giống đậu tương có biểu kiểu hình kháng bệnh gỉ sắt(RB); 7/10 dòng, giống đậu tương có biểu kiểu hình trung gian(MIX) 2/12 dòng, giống có biểu kiểu hình nhiễm bệnh(TAN) Tóm lại: Từ kết phân tích cho thấy giống có biểu tính kháng kiểu hình mang hai gen quy tính tính kháng bệnh gỉ sắt Chỉ thị Sat-064 thị satt288 cho tỉ lệ đánh giá xác cao thị khác Đây thị hữu ích để sử dụng việc xác định nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt đậu tương Các giống ĐT2000; Nhất tiến HLLS; Dòng 7; Như khê, DT95 Cao Bằng mang nhiều kháng có kiểu hình kháng bệnh gỉ sắt(RB) Các giống sử dụng làm nguồn vật liệu để phát triển nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 74 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Các giống đậu tương thu thập có đa dạng nguồn gốc hình thái, đánh giá phân nhóm dựa theo đặc điểm hình thái tính trạng khác Đây nguồn vật liệu có ý nghĩa phục vụ cho công tác lai tạo giống Đặc biệt giống ĐT26; ĐT2000; ĐT12; HL05-7; LS16; AK03 Đánh giá nguồn vật liệu việc đánh giá nhân tạo khả kháng bệnh giống đậu tương tập đoàn thu thập thu 12 giống có biểu kháng bệnh gỉ sắt Kết khẳng định lại số nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt hữu hiệu Cao Bằng; ĐT2000; Nhất tiến HLLS, đồng thời phát số giống trồng đại trà có khả kháng bệnh gỉ sắt DT95; OMDN12; ĐT26 3.Khảo sát 10 thị SSR thu kết sau: có thị gồm có: Sat-064; Satt620; Sat_ 255; Satt460; Sct_187; Satt288; Sat_280 cho đa hình cặp đối chứng sở đánh giá nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt Như vậy, có 17 dòng, giống kiểm tra có mang gen Rpp1; có 19 dòng , giống đánh giá mang gen Rpp2; dòng, giống mang gen rpp3; dòng, giống mang gen Rpp4 15 dòng, giống mang gen Rpp5 4.Chỉ thị Sat-064 thị Satt288 cho tỉ lệ đánh giá xác cao thị khác Đây thị hữu ích để sử dụng việc xác định gen kháng bệnh gỉ sắt đậu tương 5.Các giống ĐT2000 ; Nhất tiến HLLS; Dòng 7; Như khê, DT95 Cao Bằng mang nhiều kháng có kiểu hình kháng bệnh gỉ sắt(RB) Đây nguồn vật liệu quý để sử dụng chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 75 Đề nghị 1.Do số lượng mồi SSR hạn chế, nghiên cứu khảo sát 10 thị SSR đánh giá nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt tập đoàn đậu tương nên chưa đưa kết luận sâu sắc cho thị thị ưu việt cho việc xác định giống mang gen nhiễm gen kháng Do vậy, cần tiếp tục nghiên cứu thêm thị liên kết với gen kháng bệnh gỉ sắt 2.Đối với thị Satt288 Sat-064 đánh giá tốt thị khác Vì cần tiếp tục nghiên cứu quần thể F2, F3 để có kết luận xác Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nước Nguyễn Bá (1975), Hình thái thực vật, Nxb ĐH - THCN, Hà Nội Nguyễn Thị Bình 1990 Nghiên cứu đánh giá khả chống chịu bệnh gỉ sắt (Phacopsora pachyrhizi Sydow) tập đoàn đậu tương miền Bắc Vịêt Nam Luận văn Tiến sĩ Nông nghiệp Viện Khoa học kỹ thuật nông nghiêp Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Thị Bình Quy trình đánh giá tính kháng bệnh gỉ sắt đậu tương (2008) Tạ Kim Bính 2000 Kết chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt suất cao ĐT2000 Tuyển tập công trình khoa học kỹ thuật nông nghiệp 2001-2002, Nhà xuất nông nghiệp Hà nội Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (2001), 575 giống trồng mới, Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội, tr 213 – 233 Bùi Chí Bửu Nguyễn Thị Lang(2004) Di truyền phân tử NXB Nông nghiệp Bùi Chí Bửu (2002) Cơ sở di truyền tính kháng sâu bệnh hại trồng NXB Nông Nghiệp, Tp.Hồ Chí Minh: 11-53, 89-108, 183-195 Bùi Chí Bửu, 2012 Phát triển trồng biến đổi gen làm thức ăn gia súc Việt Nam, tiềm thách thức Ngô Thế Dân, Trần Đình Long, Trần Văn Lài, Đỗ Thị Dung, Phạm Thị Đào (1999), Cây đậu tương - Nxb Nông Nghiệp Hà Nội, tr 234 - 239 10 Vũ Anh Đào, Nguyễn Vũ Thanh Thanh, Chu Hoàng Mậu (2009), Đánh giá đa dạng di truyền mức phân tử số giống đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) địa phương, Tạp chí Khoa học&Công nghệĐại học Thái Nguyên: 7(9): 85-90 11 Vũ Tuyên Hoàng, Nguyễn Tấn Hinh, Trần Khanh Khuông, Nguyễn Thị Định (1984), “Chọn giống đậu tương phương pháp lai hữu tính”, Kết nghiên cứu Cây lương thực Cây thực phẩm, tập 1, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, tr 53 - 61 12 Vũ Tuyên Hoàng, Trần Minh Nam, Từ Bích Thủy (1995), “Thành tựu phương pháp tạo giống đột biến phóng xạ giới”, tập san tổng kết KHKT Nông Lâm Nghiệp, tr 90 – 92 13 Trần Đình Long (1978), Sử dụng nhân tố đột biến để tạo tư liệu chọn giống đậu tương Luận án PTS sinh học Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 77 14 Trần Đình Long cộng (1999), Kết nghiên cứu khoa học đậu đỗ 1991 - 1995 Viện KHKTNN Việt Nam, Hà Nội – 1999 15 Vũ Thanh Trà, Trần Thị Phương Liên Vũ Hoài Thu (2006) Đánh giá chất lượng hạt số giống đậu tương Việt Nam có khả kháng bệnh gỉ sắt khác Tạp chí Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, kỳ tháng 10/2006: 33-37 16 Vũ Thanh Trà Trần Thị Phương Liên (2006) Nghiên cứu đa dạng di truyền số giống đậu tương có phản ứng khác với bệnh gỉ sắt thị SSR Tạp chí Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, kỳ tháng 11/2006: 30, 32, 43 17 Phạm Văn Thiều, (2000) Kĩ thuật trồng chế biến đậu tương NXB Nông nghiệp 18 Nguyễn Đức Thuận Nguyễn Thị Lang (2006) Đánh giá đa dạng di truyền đậu nành bằngphương pháp RAPD marker phân tử Tạp chí Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, kỳ tháng3/2006: 65-68, 87 19 Nguyễn Thúy Kiều Tiên Nguyễn Thị Lang (2011) Nghiên cứu đánh giá tính kháng bệnh gỉ sắt quần thể lai đậu tương sở kết hợp thị phân tử Tạp chí nông nghiệp Phát triển nông thôn, kỳ 1, tháng 7/2011:36-38 20 Lê Thị Ngọc Vi Nguyễn Thị Lang (2006) Nghiên cứu gen kháng bệnh gỉ sắt đậu nành phương pháp phân tử microsatellite Tạp chí Nông nghiệp Phát triển Nông thôn,kỳ 1, tháng 9/2006: 36-39 Tài liệu nước 21 Abdelnoor et al (2007) Molecular mapping of two loci that confer resistance to Asian rust in soybean Plant and Animal Genomes XV Conf, poster 413) 22 Anonymous (1992) Planning workshop of the establishment of the Asian component of a global network on tropical and subtropical soybeans Chiang Mai, Thailand, March 2-7, 1992 23 Aguida Maria Alves Pereira Morales, Aluízio Borém (2012) “Advances on molecular studies of the interaction soybean - Asian rust” Crop Breeding and Applied Biotechnology 12: 1-7, 2012; Brazilian Society of Plant Breeding 24 Asian Vegetable Research and Development Center (1985) Annual report, AVRDC, 1983, Shanhua, Tainan, Taiwan, Republic of China (ROC) Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 78 25 AVRDC library bibliography series 4-1 Tropical Vegetable Infomation Service.Annotated bibliography of soybean rust (Phakopsora pachyrhizi Sydow) Vegetable Research and Development Center,1992 26 Bonde, M R., Melching, J S., and Bromfield, K R (1976), “Histology of the suscept-pathogen relationship between Glycine max and Phakopsora pachyrhizi, the cause of soybean rust” Phytopathology (66) p1290-1294 27 Bonde,M.R., Nester, S E., Austin, C.N., Stone, C L., Frederick, R.D., Hartman, G.L., and Miles, M.R 2006 Evaluation of virulence of Phacopsora pachyrhizi and P meibomiae Isolates Plant Dis 90:708-716 28 Bromfield KR (1981) Differential reaction of some soybean accessions to Phakopsora pachyhizi Soybean Rust Newsl 4:2 29 Bromfield KR (1984) Soybean Rust Monograph No 11, APS Press, Inc., St Paul, Minnesota, U.S.A., 65p 30 Bromfield KR and Harwig, E.E 1980 Reistance to soyabean rust and mode of inheritance Crop Sci 20:254-255 soyabean rust - A new desease on the move Avalable at the flowing website: http:// www.saspp.co.za/ 31 Bromfield KR & Melching JS (1982) Sources of specific resistance to soybean rust (Abstr.) Phytopathology 72:706 32 Burdon JJ & Speer SS (1984) A set of differential hosts for the identification of pathotypes of Phakopsora pachyrhizi Syd Euphytica 33:891-896 33 Chakraborty N, Curley J, Frederick RD, HytenDL, Nelson RL, Hartman GL and Diers B (2009) Mapping and confirmation of a new allele at Rpp1 from soybean PI 594538A conferring RB lesion–type resistance to soybean rust Crop Science 49: 783-790 34 Concibido, V.C., D.A Lange, R.L Denny, J.H Orf, and N.D.Young 1997 Genome mapping of soybean cyst nematode resistance genes in ‘Peking’, PI 90763 and PI 88788 using DNA markers Crop Sci 37:258– 264 35 Cregan, P.B., T Jarvik, A.L Bush, R.C Shoemaker, K.G Lark, A.L Kahler, N Kaya, T.T VanToai, D.G Lohnes, and J Chung 1999 An integrated genetic linkage map of the soybean genome Crop Sci.9:1464– 1490 36 Diers, B.W., L Mansur, J Imsande, and R.C Shoemaker 1992 Mapping phytophthora resistance loci in soybean with resistance fragment length polymorphism markers Crop Sci 32:377–383 37 D L Hyten, G L Hartman, R L Nelson, R D Frederick,V C Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 79 Concibido, J M Narvel, and P B Cregan(2007) Map Location of the Rpp1 Locus That Confers Resistance to Soybean Rust in Soybean CROP SCIENCE, VOL 47, MARCH–APRIL 2007 38 Jarvie JA (2009) A review of soybean rust from a South African perspective South African Journal of Science 105: 103-108 39 Jenelle D.F Meyer, Danielle C.G Silva, Chunling Yang, Kerry F Pedley, Chunquan Zhang,Martijn van de Mortel, John H Hill, Randy C Shoemaker, Ricardo V Abdelnoor,Steven A Whitham, and Michelle A Graham (2009) Identification and Analyses of Candidate Genes for Rpp4-Mediated Resistance to Asian Soybean Rust in Soybean1[W][OA] Plant Physiology, May 2009, Vol 150, pp 295–307, www.plantphysiol.org 40 Jonhson H.W and Bernard, R.L (1976), “Genetics and breeding soybean” (the soybean genetics breeding physiology nutrition managemnet), New York - London, pp - 52 41 Garcia A, Calvo É, Souza Kiihl R, Harada A, Hiromoto D and Vieira L (2008) Molecular mapping of soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) resistance genes: discovery of a novel locus and alleles Theoretical and Applied Genetics 117: 545-553 42 Hartman,G., Sinclair, J and Rupe, J 1999 Comppendium of Soyabean diseases (four Edition) APS Press 43 Hartman, G L., Miles, M R., and Fredrick, R D., 2005 Breeding for resistance to soybean rust Plant Dis 89:664-666 44 Hartman G L, M.R Bonde, M.M Miles, and R.D Frederick “Variation of Phakopsora pachyrhizi Isolates on Soybean”, The American Phytopathological Society, USA 45 Hartwig EE and Bromfield KR (1983) Relationships among genes conferring specific resistance to rust in soybeans Crop Science 23: 237239 46 Hartwig EE (1986) Identification of a fourth major gene conferring resistance to soybean rust Crop Science 26: 1135-1136 47 Kawuki, R S., Adipala, E and Tukamuhabva, P.2003 Yield loss asociated with soybean rust (Phacopsora pachyrhizi Syd.) in Uganda J Phytopathol 151:7-12 48 Kawuki, R S.,Tukamuhabva, P., and Adipala, E 2006 Soybean rust severrity, rate of rust development, and tolenrace as influenced by maturity period and season Crop Prot 23: 447-455 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 80 49 Lemos NG, Braccini A, Abdelnoor RV, Oliveira MCN, Suenanga K, Yamanaka N (2011) Characterisation of Rpp2, Rpp4 and Rpp5 for resistance to soybean rust Euphytica 182:53-64 50 McLean RJ and Byth D (1980) Inheritance of resistance to rust (Phakopsora pachyrhizi) in soybean Australian Journal of Agricultural Research 31: 951-956 51 Meyer JDF, Silva DCG, Yang C, Pedley KF, Zhang C, Van de Mortel M, Hill JH, Shoemaker RC, Abdelnoor RV, Whitham SA and Graham MA (2009) Identification and analyses of candidate genes for Rpp4-mediated resistance to Asian soybean rust in Soybean Plant Physiology 150: 295307 52 Miles, M.R., R.D Frederick, and G.L Hartman 2003 Soybean rust: Is the U.S crop at risk? http://www.apsnet.org/online/feature/rust/(posted June 2003; verifi ed Jan 2007) American Phytopathological Society 53 Miles, M.R., R.D Frederick, and G.L Hartman 2006 Evaluation of soybean germplasm for resistance to Phakopsora pachyrhizi http://dx.doi.org/10.1094/PHP-2006-0104-01-RS (posted Jan 2006; verifi ed Jan 2007) Plant Health Progress 54 Nuntapunt M, Surin P & Achavasmit P (1984) Evaluation of ratereducing rust resistance and tolerance in advanced soybean lines Journal of Agriculture Research and Extension (Thailand) 2:5-19 55 Nuntapunt M, Surin P, Kejeetaveep R & Kajornmalee V (1994) Current research on soybean rust in Thailand J Agric Res Extension (Thailand) 2:805-812 56 Ono Y, Buritica P and Hennen JF (1992) Delimitation of Phakopsora, Physopella and Cerotelium and their species on eguminosae Mycological Research 96: 825-850 57 Orf, J.H., B.W Diers, and H.R Boerma 2004 Genetic improvement: Conventional and molecular-based strategies p.417–450 In H R Boerma and J E Specht (ed.) Soybeans: Improvement, production, and uses 3rd ed Agron Monogr 58 Peter M Gresshoff Soybean biotechology, Funtional Genomics and EndUser Benefits 14th Australian Soybean Industry Conference, March 2007, Bundaberg, Queensland, Australia 59 Schneider, R.W., C.A Hollier, H.K Whitam, M.E Palm, J.M.McKemy, J.R Hernandez, L Levy, and R DeVries-Paterson.2005 First report of soybean rust caused by Phakopsora pachyrhizi in the continental United States Plant Dis 89:774 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 81 60 Servin B, Martin OC, Me´zard M, Hospital F (2004) Toward a theory of marker-assisted gene pyramiding Genetics 168:513-523 61 Shibles R (Editor) (1955), World soybean Research conference, (3), Boulder, USA 62 Slaminko TL, Miles MR, Frederick RD, Bonde MR and Hartman GL (2008) New legume hosts of Phakopsora pachyrhizi Based on Greenhouse Evaluations Plant Disease 92: 767-771 63 Silva DCG, Yamanaka N, Brogin RL, Arias CAA, Nepomuceno AL, Di Mauro AO, Pereira SS, Nogueira LM, Passianoto ALL and Abdelnoor RV (2008b) Molecular mapping of two loci that confer resistance to Asian rust in soybean Theoretical and Applied Genetics 117: 57-63 64 Song, Q.J., L.F Marek, R.C Shoemaker, K.G Lark, V.C Concibido,X Delannay, J.E Specht, and P.B Cregan 2004 A new integrated genetic linkage map of the soybean Theor Appl Genet 109:122–128 65 Rossi RL (2003) First report of Phakopsora pachyrhizi, the causal organism of soybean rust in the province of Misiones, Argentina Plant Disease 87: 102 66 Tschanz AT (1982) Soybean rust epidemiology (final report) Asian Vegetable Research and Development Center, Shanhua, Tainan, Taiwan, Republic of China, l57p 67 Tschanz AT & Tsai BY (1982) Effect of maturity on soybean rust development Soybean Rust 68 Tschanz AT, Wang TC & Tsai BY (1986) Recent advances in soybean rust research at Asian Vegetable Research and Development Center pp 237-245.In: Soybeans in Tropical and Subtropical Cropping Systems S.Shanmugasundaram and E W Sulzberger, Eds., Asian egetable Research and Development Center, Shanhua, Tainan, Taiwan 69 Tschanz AT & Wang TC (1980) Soybean rust development and apparent infection rates at five locations in Taiwan Prot Ecol 2:247-250 70 Van de Mortel M, Recknor JC, Graham MA, Nettleton D, Dittman JD, Nelson RT, Godoy CV, Abdelnoor RV, Almeida AMR, Baum TJ and Whitham SA (2007) Distinct biphasic mRNA changes in response to Asian soybean rust infection Molecular Plant-Microbe Interactions 20: 887-899 71 Yamanaka N, Yamaoka Y, Kato M, Lemos NG, Passianotto ALL, Santos JVM, Benitez ER, Abdelnoor RV, Soares RM, Suenaga K (2010) Development of classification criteria for resistance to soybean rust and differences in virulence among Japanese and Brazilian rust populations Trop Plant Pathol 35:153-162 72 Yang XB, Dowler WM & Tschanz AT (1991) A simulation model for Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 82 assessing soybean rust epidemics J Phytopathology 133:187-200 73 Yorinori JT, Paiva WM, Frederick RD, Costamilan LM, Bertagnoli PF, Hartman GL, Godoy CV and Nunes JJ (2005) Epidemics of soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) in Brazil and Paraguay from 2001 to 2003 Plant Disease 89: 675-677 74 Zhang, C., Yang, C., Whitham, S A., and Hill, J H 2009 Development and use of an efficient DNA-based viral gene silencing vector for soybean Mol Plant-Microbe Interact 22:123-131 III Tài liệu Internet 75 www.soystats.com 76 www.vietrade.gov.vn/ 77 www.soybase.org/gbrowse/ Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 83 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Danh sách dòng, giống tham gia thí nghiệm STT Tên dòng, giống Tên dòng, giống Nguồn STT Nguồn Viện CLT- CTP 19 ĐVN12 Viện Ngô Miền Nam 20 DT2007 Thu thập Viện Di truyền 21 ĐH4B Viện CLT- CTP Dòng OMDN112 DT96 Cúc BH nâu Vĩnh Phúc 22 LS16 Thu thập Như khê Địa phương 23 T287008 Thu thập DT 95 Viện di truyền 24 TL 2901 Thu thập MAC 01 Nhập nội 25 Đ8 Dòng OT Nhập nội 26 AK03 Thu thập Cao Bằng Cao Bằng 27 VX-1 Thu thập 10 ĐT 26 Viện CLT- CTP 28 Nhấttiến HLLS Lạng Sơn 11 HL203 Miền Nam 29 M103 Thu thập 12 CLVR 64 Miền Nam 30 V74 Thu thập 13 ĐT12 Viện CLT- CTP 31 PI200492 AVRDC 14 DT 2001 Viện Di truyền 32 PI230970 AVRDC 15 DT84 Viện Di truyền 33 PI462312 AVRDC 16 HL07-15 Miền Nam 34 PI459025B AVRDC 17 Chandra Nhập nội 35 PI200487 AVRDC Đ/c ĐT2000 Nhập nội Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Viện CLT-CTP Page 84 Phụ lục Các thời kỳ sinh trưởng phát triển đậu tương theo hướng dẫn Beinroth Thời kỳ STPT Ký hiệu Đặc điểm phân biệt Sinh trưởng dinh dưỡng Mọc Vo 50% Số cấy xòe mầm mặt đất Lá đơn V1 50% số xòe đơn kép V2 50% số xòe kép (3 đốt) kép V3 50% số xòe kép (4 đốt) kép V4 50% số xòe kép (5 đốt) n-1 kép V5 50% số xòe n- kép (n đốt) Bắt đầu hoa R1 50% số có hoa đốt Hoa rộ R2 Bắt đầu làm R3 Làm rộ R4 Làm hạt R5 Sinh trưởng sinh thực 50% số có hoa đốt, đốt có kép đạt kích thước tối đa 50% số có dài 0,5cm nằm đốt có kép đạt kích thước tối đa 50% số có dài 2cm nằm đốt có kép đạt kích thước tối đa 50% số có hạt nằm đốt có kép đạt kích thước tối đa 50% số có đạt kích thước tối đa nằm Quả R6 đốt có kép đạt kích thước tối đa Chín sinh lý R7 Chín thu hoạch R8 50% số có chuyển sang màu vàng 50% số chuyển màu vàng 50% số có 95% số có màu nâu thu hoạch Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 85 Phụ lục Nhiệt độ ẩm độ trung bình từ tháng đến tháng năm 2014 Hải Dương Nhiệt độ (oC) Tháng Min Max Trung bình 7.6 16.4 12,0 7.5 17.8 12,7 10.8 20.0 16,4 23.5 28.8 26,2 25.1 32.0 28,6 26.8 34.6 30,7 Nguồn - Trạm khí tượng Thủy Văn tỉnh Hải Dương năm 2014 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Ẩm độ (%) 70.4 83.6 90.8 85.4 80.8 73.0 Page 86 Phụ lục 4: Một số hình ảnh thí nghiệm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 87 [...]... gen kháng trong chọn tạo giống kháng bệnh gỉ sắt Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành lựa chọn và thực hiện đề tài: Ứng dụng chỉ thị phân tử khảo sát nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt trong tập đoàn giống đậu tương 2 Mục đích - Xây dựng nguồn vật liệu đa dạng về nguồn gốc, có tiềm năng năng suất và chất lượng để phục vụ lai tạo giống mới có năng suất cao và chất lượng tốt, kháng bệnh gỉ sắt. .. mẫu giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt bằng lây nhiễm nhân tạo - Phát hiện chỉ thị phân tử liên kết với gen kháng bệnh gỉ sắt ở đậu tương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 3 Yêu cầu - Đánh giá một số đặc điểm hình thái, năng suất , chất lượng của vật liệu - Lây nhiễm nhân tạo xác định dòng, giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt - Sử dụng chỉ thị phân tử SSR khảo sát. .. SSR khảo sát nguồn gen qui định tính kháng với các chủng nấm gây bệnh gỉ sắt 4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài * Ý nghĩa khoa học của đề tài - Xác định được chỉ thị phân tử cho đa hình liên kết với gen qui định tính kháng bệnh gỉ sắt đậu tương với các chủng nấm hiện có - Đề xuất được các giống đậu tương mang gen kháng phục vụ cho công tác chọn tạo giống đậu tương kháng bệnh gỉ sắt * Ý nghĩa... chọn tạo giống chưa cao và thời gian chọn giống dài Việc ứng dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu nguồn gen và tạo giống kháng bệnh gỉ sắt có thể khắc phục được những hạn chế của phương pháp truyền thống Trong các chỉ thị, chỉ thị phân tử SSR (simple sequence repeats - các đoạn lặp lại trình tự đơn giản) là chỉ thị biểu hiện tính đa hình cao ở đậu tương được sử dụng phổ biến để phát hiện sự đa hình (Zhang... thực tiễn của đề tài - Đánh giá nhanh khả năng kháng bệnh gỉ sắt của nguồn vật liệu đậu tương trên cơ sở xác định khả năng kháng bệnh bằng lây nhiễm nhân tạo và chỉ thị phân tử - Chọn lọc được những giống đậu tương mang gen kháng bệnh gỉ sắt để tạo các tổ hợp lai nhằm phục vụ cho công tác chọn tạo giống năng suất cao, chất lượng tốt và khả năng kháng bệnh gỉ sắt Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn... có thể có bao nhiêu gen gây độc tính trong cùng một quần thể và chính xác là thông số môi trường nào gây nên sự bùng phát bệnh gỉ sắt Vì việc kiểm soát di truyền có ảnh hưởng rất sâu sắc nên các dòng đậu tương mới được đưa ra trong thử nghiệm trước khi đưa đại trà sản xuất 1.2.5 Gen qui định tính kháng bệnh gỉ sắt đậu tương và chỉ thị phân tử Nghiên cứu đậu tương kháng bệnh gỉ sắt đã được tiến hành... tiến đã áp dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống (MAS: Marker Assisted Selection) Thành công nổi bật nhất có thể kể đến là sử dụng giống đậu tương kháng thuốc trừ cỏ bằng công nghệ chuyển gen, phần lớn diện tích đậu tương trong ở Mỹ và các nước Nam Mỹ đều là giống đậu tương chuyển gen Úc đã áp dụng công nghệ tế bào để phân lập được gen chịu hạn thành công Những thành tựu về giải mã hệ gen của cây... trình tự này giống với nhóm RGC2 – nhóm gen kháng (Meyer et al 2009) Sử dụng vius gây cân gen (VIGS) đã chứng minh rằng sự bất hoạt gen Rpp4 làm giảm sức kháng của giống PI459025B (là giống mang gen kháng Rpp4) Nó xác định được một gen trong nhóm gen đó chịu trách nhiệm chính quyết định tính kháng của PI459025B Như vậy đây bằng chứng rõ ràng sự hoạt động của gen Rpp4 là nguồn gen kháng bệnh gỉ sắt Hơn nữa,... (cloning) đoạn đầu tiên của bất kỳ gen đậu tương nào (Perter et al.,2007) 1.2 Bệnh gỉ sắt đậu tương, sự phát triển của bệnh và những thiệt hại về năng suất 1.2.1 Bệnh gỉ sắt trên cây đậu tương( Phakopsora pachyrhizi sydow) Bệnh gỉ sắt gây ra là một trong những bệnh chính trên cây đậu tương (Glycine max) ở Châu Á và gây thiệt hại đáng kể về năng suất ở khắp các nước sản xuất đậu tương Hầu hết các nước nhiệt... tạo ra khả năng kháng bệnh bền và phổ rộng Chồng gen kháng (pyramiding) bao gồm nhiều gen khác nhau cùng có biểu hiện cho một kiểu hình đã được công nhận như một phương pháp tạo tính kháng mềm dẻo với các chủng gỉ sắt hơn là sử dụng một gen kháng cho bệnh gỉ sắt trên cây đậu tương Trong nghiên cứu người ta thường nhằm mục đích tăng cường khả năng kháng bệnh gỉ sắt vào các dòng đậu tương chọn tạo Tuy