Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen bông cỏ (Gossypium arboreum L.) phục vụ lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cây (Gossypium L.) loại trồng lấy sợi tự nhiên hàng đầu quan trọng giới, trồng khắp nơi điều kiện khí hậu nhiệt đới cận nhiệt đới Bông vải mặt hàng thương mại quan trọng mang lại lợi nhuận cho hàng triệu nông dân nước phát triển phát triển Sản phẩm xơ biết đến nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp dệt may Hiện nay, với phát triển xã hội, người ý thức rõ giá trị thân việc làm đẹp với thời trang, đặc biệt thời trang quần áo Con người sử dụng quần áo, vải vóc hàng ngày không giữ ấm thể mà coi nét văn hóa, thể văn minh đẳng cấp xã hội Qua tính vượt trội hút ẩm, mau khô, tạo thông thoáng, mát mùa hè ấm vào mùa đông vải cotton, thực trồng hữu ích quan trọng sống người Cho đến nay, nguyên liệu công nghiệp dệt chưa có thay Phát triển nghề trồng vải trở thành ngành kinh tế nông nghiệp trọng điểm nhiều quốc gia với sản phẩm xơ đem lại giá trị kinh tế cao Hàng năm, ngành công nghiệp đóng góp vào kinh tế giới khoảng 500 tỉ USD với việc sử dụng khoảng 115 triệu kiện xơ (Chen & cs., 2007) Tuy nhiên, sản lượng vải hàng năm phụ thuộc vào nhiều yếu tố yếu tố ngoại cảnh sâu bệnh giống hai yếu tố quan trọng Hiện có 20 loại bệnh hại virus gây công bố, bệnh xanh lùn hay gọi bệnh xanh (cotton blue disease) loại bệnh xuất từ sớm gây hại nghiêm trọng cho sản xuất (Correae et al., 2005) Bệnh xuất làm giảm sản lượng đáng kể nhiều nước giới, loại bệnh gây hại lớn cho nước ta Theo dự kiến phủ đề ra, đến năm 2011, nông nghiệp nước ta phải đáp ứng 20% sản lượng xơ, mở rộng diện tích trồng lên 0,5 triệu (Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, 2003) Nhưng hạn chế giá không ổn định, suất, chất lượng thu hoạch thấp sâu bệnh, chưa có giống kháng, chi phí sản xuất cao dẫn đến thua lỗ không khuyến khích việc mở rộng diện tích trồng bông, tăng sản lượng nước Sự lựa chọn tối ưu cho công tác quản lý bệnh hạn chế ô nhiễm môi trường dùng thuốc hóa học việc sử dụng giống kháng bệnh Nhờ tiến công nghệ sinh học, nhà khoa học dễ dàng chuyển nạp gen kháng vào giống cho suất chất lượng tốt, kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ, giảm thiểu chi phí sản xuất tăng thu nhập cho người trồng Tuy nhiên, chưa có nhiều công trình nghiên cứu tính kháng bệnh xanh lùn Xuất phát từ vấn đề nêu trên, tiến hành nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen cỏ (Gossypium arboreum L.) phục vụ lập đồ gen kháng bệnh xanh lùn Mục tiêu nội dung nghiên cứu đề tài 2.1 Mục tiêu đề tài Thu thập giống cỏ địa phương nhập nội để tiến hành đánh giá khả kháng/nhiễm bệnh xanh lùn qua tiêu hình thái, đồng thời đánh giá đa dạng di truyền giống thị phân tử (SSR), từ xác định cặp lai phục vụ nghiên cứu lập đồ gen kháng bệnh xanh lùn chọn tạo giống kháng bệnh 2.2 Nội dung nghiên cứu đề tài Thu thập số giống cỏ có tiềm năng suất cao, chất lượng xơ tốt số dòng kháng bệnh xanh lùn Đánh giá tính kháng bệnh xanh lùn số đặc tính nông sinh học giống thu thập Sử dụng thị phân tử SSR để phân tích mối quan hệ di truyền phân tử giống cỏ Xác định cặp giống vải kháng bệnh giống không kháng bệnh có nhiều đặc tính ưu việt suất chất lượng sợi làm vật liệu lai tạo quần thể, phục vụ lập đồ phân tử gen kháng bệnh xanh lùn Phạm vi nghiên cứu đề tài 3.1 Các giống nghiên cứu đề tài Trong nghiên cứu đề tài, tiến hành đánh giá 30 giống cỏ tập đoàn giống Viện nghiên cứu Bông Phát triển Nông nghiệp Nha Hố, Ninh Thuận 3.2 Địa bàn nghiên cứu đề tài Đề tài nghiên cứu thực Viện Di truyền Nông nghiệp Viện Nghiên cứu Bông Phát triển Nông nghiệp Nha Hố Đề tài nghiên cứu nằm đề tài khoa học cấp Nhà nước “Chọn tạo giống kháng bệnh xanh lùn thị phân tử” thuộc chương trình Công nghệ Sinh học Nông nghiệp Viện Di truyền Nông nghiệp chủ trì Viện Nghiên cứu Bông Phát triển Nông nghiệp Nha Hố phối hợp thực 3.3 Thời gian nghiên cứu đề tài Đề tài tiến hành từ tháng 01 năm 2009 đến tháng 04 năm 2011 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÂY BÔNG VẢI (Gossypium L.) 1.1.1 Vị trí phân loại nguồn gốc phân bố Theo sở liệu ITIS (Integrated Taxonomic Information System), phân loại sau: Giới thực vật – Plantae Ngành hạt kín – Magnoliophyta Lớp hai mầm – Magnoliopsida Bộ – Malvales Họ – Malvaceae Chi – Gossypium Cây có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Các loài cao đến tận mét Lá có cuống dài, phiến non có lông sau không lông, có 3-5 thùy sâu đến nửa Hoa to 5-8 cm, vàng vàng, tâm đỏ bầm; đài phụ rời hay dính ít, có khía sâu; đài hình chén; ống nhị dài 1,5 cm Quả nang xoan (quả bông), 3-4 mảnh; hạt nhiều, có lông trắng dễ tróc phủ quanh hạt gọi sợi Hình 1.1 Loài cỏ châu Á (Gossypium arboreum L.) Theo Jiang (2004), Brubaker cs (2002), chi Gossypium có khoảng 50 loài có bốn loài có giá trị thương phẩm cao là: - Gossypium arboreum L - Bông cỏ châu Á, có nguồn gốc miền nam châu Á - Gossypium barbadense L.- Bông hải đảo, có nguồn gốc vùng nhiệt đới Nam Mỹ - Gossypium herbaceum L - Bông cỏ châu Phi, có nguồn gốc miền nam châu Phi - Gossypium hirsutum L - Bông luồi, có nguồn gốc khu vực Trung Mỹ, Caribe miền nam Florida, Hoa Kỳ Các loài lại không trồng sợi ngắn có màu nâu đỏ, không phù hợp cho việc xe sợi hay xoắn sợi thành sợi chỉ: + Gossypium sturtianum J.H Willis – Bông Úc hay hồng sa mạc Sturt (Sturt’s Desert Rose), có nguồn gốc Australia + Gossypium thurberi Tod – Bông dại Arizona, có nguồn gốc Arizona, New Mexico miền bắc Mexico + Gossypium tomentosum Nutt – Bông Hawaii, loài đặc hữu khu vực quần đảo Hawaii… Cũng theo Brubaker cs (2002), chi Gossypium phân bố phía Tây Nam Mexico khoảng 18 loài, Đông Bắc châu Phi Arập khoảng 14 loài, Australia khoảng 17 loài Trong bốn loài có giá trị thương phẩm trên, Việt Nam, canh tác phổ biến ba loài là: G hirsutum L., G arboreum L G barbadense L a) Gossypium hirsutum L Loài G hirsutum thường gọi luồi, loài tứ bội (song lưỡng bội) khác nguồn A, D có nhiễm sắc thể 2n = 2x = 52 (Jiang, 2004) Bông luồi có nguồn gốc từ Trung Mỹ, trồng lan rộng khắp nơi giới, sản lượng xơ Luồi chiếm 90% sản lượng toàn giới Bông luồi trồng nhiều Mỹ, 95% (Jiang, 2004), sau Nga, Ấn Độ, Trung Quốc, Braxin, Achentina, Nam Phi châu Úc Ở Việt Nam, luồi du nhập vào nước ta khoảng cuối kỷ XIX đầu Kỷ XX Phần lớn giống thuộc loài người Pháp đưa vào nhằm mục đích khai thác sản xuất hàng hóa Về sau, loài du nhập vào nhiều đường khác nhau, chủ yếu thông qua chương trình viện trợ tổ chức quốc tế Qua trình thực nghiệm cho thấy loài có khả thích ứng rộng, phù hợp với điều kiện thời tiết nước ta Với tiềm cho suất cao chất lượng xơ tốt, giống thay giống cỏ trước (Lê Quang Quyến, 2004) Bông luồi có nhiều loài phụ như: G hirsutum ssp Mexicanum, G hirsutum ssp Punctatum (Achum Thonn), G hirsutum ssp Panicultum (Balanco)… b) Gossypium barbadense L Loài G barbadense thường gọi hải đảo, giống luồi, hải đảo loài tứ bội (song lưỡng bội) khác nguồn A, D có nhiễm sắc thể 2n = 2x = 52 Bông hải đảo có nguồn gốc từ Nam Mỹ, trồng nhiều Nga, Mỹ, Ai Cập số nước khác Bông hải đảo cung cấp khoảng 10% sản lượng xơ giới diện tích trồng hải đảo mở rộng phẩm chất xơ đặc biệt tốt Ở Việt Nam, chưa tìm thấy tài liệu nói loài hải đảo trồng phổ biến sản suất bắt nguồn từ đâu Loài thường gặp dạng lâu năm vườn hoang bờ giậu Đến năm 1941-1945 du nhập số giống Ghiza, Pima vào miền Nam, giống Trường Nhung, Menufi, Tiến Vọt vào miền Bắc năm 1955-1956 qua chương trình hợp tác trao đổi giống Qua trình nghiên cứu thử nghiệm, cho thấy loài hải đảo thích hợp vụ khô có tưới, không hợp với điều kiện mưa nhiều độ ẩm cao Bông hải đảo có nhiều loài phụ như: G barbadense ssp Darwwinii (Watt) Mauner, G barbadense ssp Redurale Mauner, G barbadense ssp Ventifolum (Lam) G barbadense ssp Eubarbadense Mauner c) Gossypium arboreum L Loài G arboreum thường gọi cỏ, loài lưỡng bội genome A (2n=2x=26) Loài có lẽ trồng lâu đời nhất, có nguồn gốc từ Tây Nam Ấn Độ, lan truyền sang vùng Đông Nam Á, vùng có gió mùa khí hậu ẩm ướt Bông cỏ thường trồng vùng đồng có trồng vùng núi cao 1500-2000 mét Vùng sản suất Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam, Myanmar, Lào Trước đây, sản lượng cỏ chiếm 20% tổng sản lượng giới năm Hiện nay, diện tích trồng cỏ ngày thu hẹp chất lượng xơ suất cỏ không luồi hải đảo Ở Việt Nam khoảng kỷ XIII-XIV, loài trồng phổ biến khắp miền đất nước, từ đồng đến vùng Trung du Miền núi Đến năm 1955, loài cỏ phổ biến vùng trồng Bắc số vùng thuộc Bắc Trung bộ; lúc vùng Nam Trung dần thay giống luồi Các giống cỏ có Việt Nam thuộc hai loài phụ: G arboreum ssp Neglectum G arboreum ssp Nanking, kể hai dạng lâu năm hàng năm (Lê Quang Quyến, 2004) (a) (c) (b) Hình 1.2 Các loài thu thập được: (a) luồi, (b) hải đảo, (c) cỏ 1.1.2 Xuất xứ đa dạng genome Cây (Gossypium L.) bao gồm khoảng 45 loài nhị bội loài tứ bội với cách thức di truyền phức tạp Nhóm nhị bội chia làm nhóm genome từ A đến G K (Fryxell, 1992) Cho đến nay, loài nhị bội có nhóm chính: nhóm châu Phi có kiểu genome A, B, E, F có xuất xứ từ châu Phi châu Á; nhóm có kiểu genome D có nguồn gốc xuất xứ từ nước châu Mỹ; nhóm thứ có kiểu genome C, G K tìm thấy châu Úc (Wendel & Cronn, 2003) Tất 50 loài bông, kể hai loài tứ bội tự nhiên Gossypium hirsutum Gossypium barbadense, có nguồn gốc từ loài tổ tiên châu Phi A genome loài D genome Tổ tiên loài tứ bội tồn loài nhị bội Gossypium herbaceum (A1) Gossypium arboreum (A2), Gossypium raimondii (D5) Ulbrich (Brubaker & cs., 1999) Quá trình tứ bội hóa xảy khoảng đến triệu năm trước (Wendel & Cronn, 2003) tạo loài tứ bội Trong loài bông, có loài trồng lấy sợi bao gồm hai dạng nhị bội genome A (2n=2x=26) G herbaceum (A1); G arboreum (A2) hai dạng tứ bội (song lưỡng bội) khác nguồn A, D (2n=2x=52) G hirsutum G.barbadense Hình 1.3 Phân bố tự nhiên loài nhị bội Hiện nay, giống trồng phổ biến sản xuất tứ bội có nguồn gốc lai hai nhóm genome A D Trong đó, có loài thuộc nhóm genome A cho lấy sợi nhóm genome D không (Chen & cs., 2007) Vì thế, nghiên cứu genome, lập đồ di truyền nhị bội A D định hướng giúp tìm hiểu hình thành, mối tương quan biểu gen thương mại tứ bội, giúp cải thiện tính trạng quan trọng (Jiang & cs., 1998; Saha & cs., 2006; Yang & cs., 2006) Kích thước genome biến động tùy loài: Kích thước đơn bội genome nhỏ ghi nhận loài G raimondii Ulbrich, đạt khoảng 880Mb Genome đơn bội G arboreum có kích thước khoảng 1,75 Gb G hirsutum có kích thước 2,5 Gb (Hendrix & Stewart, 2005) Biến động thành phần ADN loài nhị bội phản ánh mức độ nhiều hay trình tự lặp lại khác (Zhao & cs., 1998), yếu tố transposome (Hawkins & cs., 2006) Thành phần ADN loài đa bội xấp xỉ tổng số genome bố mẹ A D (Liu & cs., 2001) 1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BÔNG TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.2.1 Tình hình sản xuất giới 1.2.2.1 Phương thức sản xuất Trên giới tồn hai phương thức sản xuất bông: - Sản xuất hỗ trợ nhà nước: Đây phương thức sản xuất vùng mà có ưu trồng tốt nước vùng trồng vùng đất xấu (Châu Phi…), đời sống nhân dân nghèo, thu nhập thấp; có cao trở thành có tác dụng xóa đói giảm nghèo - Sản xuất có hỗ trợ nhà nước: Điển hình cho phương thức sản xuất ba nước lớn (Hoa Kỳ, Ấn Độ Trung Quốc) chiếm 75% sản lượng giới Việc hỗ trợ nước khác nhau, mục đích làm cho việc trồng có thu nhập cao so với trồng cạnh tranh khác (kể nước quốc tế) Phương thức sản xuất nhà nước hỗ trợ sản xuất tạo điều kiện áp dụng tiến khoa học nghiên cứu giống, giới hóa việc trồng, chăm sóc tưới tiêu nên sản xuất có suất cao, chất lượng sản phẩm tốt 1.2.2.2 Hiện trạng sản xuất Vụ 2009-2010, tổng diện tích giới 33,5 triệu ha, nước phát triển chiếm 70% diện tích nước phát triển chiếm có 30% diện tích Mười nước có diện tích trồng lớn giới liệt kê bảng 1.2, Ấn Độ dẫn đầu với diện tích 8,7 triệu ha, Mỹ 5,6 triệu ha, Trung Quốc 4,8 triệu Pakistan 3,1 triệu Điều đáng ý 70% diện tích giới trồng nước miền Nam diện tích trồng ba nước châu Á Ấn Độ, Trung Quốc, Pakistan chiếm khoảng 50% diện tích giới (ISAAA, 2010) Bảng 1.1 Các nước có diện tích lớn giới năm 2009-2010 STT Diện tích (triệu ha) Nước Ấn Độ 8,730 Mỹ 5,596 Trung Quốc 4,824 Pakistan 3,125 Uzbekistan 1,453 Brazil 0,75 Thổ Nhĩ Kỳ 0,654 Turkmenistan 0,550 Mali 0,516 10 Benin 0,415 Sản lượng giới tăng từ 9,8 triệu niên vụ 1970-1971 lên 21,1 triệu niên vụ 2009-2010, tức tăng 116% sau 40 năm Danh sách mười nước có sản lượng xơ lớn giới liệt kê bảng 1.3, Trung Quốc dẫn đầu với 5,3 triệu tấn, Mỹ 4,4 triệu tấn, Ấn Độ 2,5 triệu Điều đặc biệt mười nước có sản lượng cao giới có sáu nước nước phát triển Về suất, Australia dẫn đầu với suất 1.658 kg xơ/ha, Syria 1.303 kg xơ/ha Trung Quốc 1.103 kg xơ/ha (ISAAA, 2010) 10 3.5 CHỌN CẶP LAI TRIỂN VỌNG TẠO QUẦN THỂ F1 PHỤC VỤ LẬP BẢN ĐỒ GEN KHÁNG BỆNH XANH LÙN Dựa kết đánh giá tính kháng/nhiễm bệnh xanh lùn, đặc điểm nông sinh học đa hình di truyền phân tử 31 dòng/giống (gồm 30 giống nghiên cứu dòng kháng bệnh xanh lùn – KXL-00-02), cặp dòng/giống bố mẹ mang đặc điểm nông sinh học tốt tính kháng/nhiễm tương phản xác định làm vật liệu lai, tạo quần thể F1 Kết đánh giá tính kháng/nhiễm với rệp mang nguồn bệnh xanh lùn cho thấy nguồn gen kháng có giống Bông cỏ Nghệ An, giống cỏ châu Á với hệ gen lưỡng bội nên việc chọn lọc cặp lai phục vụ cho việc lập đồ gen kháng tiến hành theo sơ đồ tổ hợp lai sau: Hình 3.9 Sơ đồ lai tạo tổ hợp lai F1 Từ kết nghiên cứu đặc tính nông sinh học giống nghiên cứu, đề tài chọn lọc 14 giống có tiềm năng suất tốt, chất lượng cao (bảng 3.6) Tuy nhiên, để chọn cặp lai triển vọng để lai tạo F1, với mong muốn hệ lai F1 cho ưu lai độ hữu thụ cao, việc kết hợp kết đánh giá kiểu hình với kết phân tích kiểu gen cần 58 thiết Trong nghiên cứu này, chọn cặp bố mẹ có độ tương đồng di truyền nằm khoảng từ 0,3 đến 0,5 Danh sách giống bố mẹ dùng cho lai tạo quần thể F1 liệt kê bảng 3.10 Những quần thể F1 sau lai tạo tiếp tục chọn lọc tạo hệ F2 phục vụ việc lập đồ gen kháng bệnh xanh lùn cỏ Nghệ An Bảng 3.10 Danh sách giống bố mẹ dùng cho lai tạo quần thể F1 Giống mẹ Giống bố (giống nhận gen) (giống cho gen) Tương TT Mã số Tên giống Nguồn đồng di gốc truyền với TT Tên Nguồn giống gốc dòng KXL Cỏ Bắc Ái Việt Nam 0,47 15 AK-235 Ấn Độ 0,35 42 Akola Ấn Độ 0,38 44 Tka188 Ấn Độ 0,41 46 Ava Liên Xô 0,50 75 B10 Ấn Độ 0,32 77 91-B-16 Ấn Độ 0,41 79 BAA(bar x arb) Ấn Độ 0,38 10 80 82 BAA(bar x arb) BAA(bar x arb) Ấn Độ 0,29 Ấn Độ 0,32 59 KXL00-02 KXL00-03 KXL00-04 Nghệ An – Việt Nam Nghệ An – Việt Nam Nghệ An – Việt Nam Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN Kết đánh giá tính kháng bệnh tập đoàn 30 giống cỏ nghiên cứu xác định dòng thuộc giống cỏ Nghệ An có khả kháng hoàn toàn với bệnh xanh lùn là: KXL-00-02, KXL-00-03, KXL-00-04, KXL00-05 Kết đánh giá đặc tính nông sinh học sàng lọc 14 giống cho suất 4,0 tạ/ha độ bền xơ 17,5g/tex phục vụ cho việc lai tạo quần thể F1 Kết phân tích đa dạng di truyền 31 dòng/giống với 15 thị phân tử SSR thu được tổng số 34 allen, với trung bình 2,3 allen/locus Tần số allen phổ biến dao động khoảng từ 41,3% đến 86,7%, trung bình 67,45% Chỉ số đa dạng PIC locus nghiên cứu cao, với giá trị trung bình 0,41 Đã xác định hệ số tương đồng di truyền giống dao động từ 0,26 đến 0,97 với giá trị trung bình 0,61, từ xây dựng sơ đồ hình biểu diễn mối quan hệ di truyền 31 dòng/giống làm sở di truyền cho nghiên cứu Kết hợp đánh giá kiểu hình với phân tích kiểu gen giống xác định tổ hợp lai tiềm cho việc lai tạo quần thể lập đồ gen kháng bệnh xanh lùn 4.2 KIẾN NGHỊ Lai tạo quần thể lập đồ từ nguồn vật liệu xác định Xác định thị phân tử liên kết với gen kháng bệnh xanh lùn Chọn tạo giống kháng bệnh xanh lùn trợ giúp thị phân tử liên kết gen kháng 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Thị Thanh Bình (1999), Nghiên cứu bệnh xanh lùn phía Nam số biện pháp phòng trừ, Luận án tiến sỹ Nông nghiệp, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Hà Nội Thái Thị Lệ Hằng (2008), Nghiên cứu ứng dụng thị phân tử SSR đánh giá nguồn bố mẹ phục vụ chọn tạo giống lai F1, Luận văn thạc sĩ Nông nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Hà Nội Vũ Công Hậu (1987), Kỹ thuật trồng bông, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Trần Thế Lâm (2007), Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái học biện pháp phòng chống rầy xanh hai chấm Amrasca devastans Distant rệp muội Aphis gossypii Glover hại vùng Duyên hải Nam trung Bộ, Luận án Tiến sỹ Nông nghiệp, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông-lâm nghiệp Duyên hải Nam trung Bộ, Bình Định Vũ Triệu Mân, Nguyễn Văn Mẫn, Nguyễn Kim Giao (1995), “Chuẩn đoán virus Tristeza hại cam, chanh virus gây bệnh xanh lùn miền nam Việt Nam”, Tạp chí Vệ sinh phòng dịch, 5(4), tr 46-47 Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Phạm Anh Tuấn, Phạm Thị Hoa, Nguyễn Thị Tân Phương, Lã Tuấn Nghĩa, Nguyễn Thị Lan Hoa, Đặng Minh Tâm, Trịnh Minh Hợp, Nguyễn văn Chánh, Nguyễn Thị Thanh Bình, Nguyễn Duy Bảy, Nguyễn Thị Thanh Thủy (2009), “Phân tích đa dạng di truyền phân tử, đặc tính nông sinh học tính kháng bệnh xanh lùn số giống vải nước nhập nội”, Tạp chí công nghệ sinh học, 7(2), tr 211-219 Lã Tuấn Nghĩa, Vũ Đức Quang, Trần Duy Quý (2004), Cơ sở lý thuyết ứng dụng công nghệ gen chọn tạo giống trồng, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Lê Quang Quyến, Trần Ngọc Hùng (1993), Vài nét Thái Lan chương trình nghiên cứu DORAS Thái Lan, Báo cáo kết học tập tham quan Thái Lan (tháng 10 năm 1993), Hà Nội, Việt Nam 61 Đặng Minh Tâm (2006), Nghiên cứu chọn giống kháng bệnh xanh lùn, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ, Hà Nội 10 Viện nghiên cứu Bông Phát triển Nông nghiệp Nha Hố (2007), Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học, Ninh Thuận 11 Viện Di truyền Nông nghiệp (1998), Kết nghiên cứu khoa học 1997-1998, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh 12 Abdurakhmonov, I Y., A A Abdullaev, S Saha, Z T Buriev, D Arslanov (2005), “Simple sequence repeat marker associated with a natural leaf defoliation trait in tetraploid cotton J” Hered, 96, pp 644–653 13 Alimukhamedov, Shv Etsova (1988), “Immunity of cotton to pests Kblopok”, (4), pp 26-27 14 Brubaker CL, Paterson AH, Wendel JF (1999), “Comparative genetic mapping of allotetraploid cotton and its diploid progenitors”, Genome, 42, pp 184-203 15 Cauquil J, Vaissayre M (1971), “La ‘maladie bleue’ du cotonnier en Afrique: transmission de cotonnier a` cotonnier par Aphis Gossypii Glover”, Coton Fibres Trop, 6, pp 463-466 16 Cauquil J (1974), “Cotton pests and diseases in Africa south of the Sahara”, CIRAD, pp 14-16 17 Chandarasrivongs C (1980), The disease of cotton in Thailand, Plant Pathology & Microbiology Div., Ministry of Agriculture and Cooperatives, Bangkok, Thailand 18 Charaspon T (1980), Cotton in Thailand, International consultation on cotton production research focusing on the Asian region, Manila 19 Chen Niu, Dong J Hinchliffe, Roy G Cantrell, Congli Wang, Philip A., and Jinfa Zhang (2007), “Identification of Molecular marker Associated with Root-Knot Nematode Resistance in upland”, Cotton Crop science, 47(3), pp 951-960 62 20 Correa RL, Silva TF, Simoes-Araujo JL, Barroso PA, Vidal MS, Vaslin MF (2005), “Molecular characterization of a virus from the family Luteoviridae associated with cotton blue disease”, Arch Virol, 150, pp 1357-1367 21 Costa A.S (1957), “Anthocyanosis, a virus disease in cotton in Brazil”, Phythopathologische Zeitschrift, 28, pp 167-186 22 Candida H.C de Magalhaes Bertini, Ivan Schuster, Tocio Sediyama, Everaldo Goncalves de Barros and Maurilio Alves Moreira (2006), “Characterization and genetic diversity analysis of cotton cultivars using microsatellites”, Genetics and Molecular Biology, 29(2), PP 321-329 23 Dànield M and Chadarasrivongs C (1965), Plant Pathology, Pros Rept Expt Stat., Cott Grow.Crop., Thailand 24 David B Weaver, Kathy S Lawrence, and Edzard van Santen (2007), “Reinform Nematode Resistance in upland Cotton Germplasm”, Crop Sci., 47, pp 19-24 25 Diste´fano Ana J., Ivan Bonacic Kresic, H Esteban Hopp (2010), “The complete genome sequence of a virus associated with cotton blue disease, cotton leafroll dwarf virus, confirms that it is a new member of the genus Polerovirus”, Archives of Virology, 155(11), pp 1849-1854 26 Dyck J.M (1979), “Lamadie bleue de contonnier an Tchad (Blue disease of cotton in Chad)”, Cotton et Fibres Tropicales, 34(2), pp 299-238 27 Diqiu Liu, Xiaoping Guo, Zhongxu Lin, Yichun Nie and Xianlong Zhang (2005), “Genetic diversity of Asian cotton (Gossypium arboreum L.) in China evaluated by microsatellite analysis”, Genetic Resources and Crop Evolution, 53, PP 1145-1152 28 Jiang C, Wright RJ, El-Zik KM, Paterson AH (1998), “Polyploid formation created unique avenues for response to selection in Gossypium”, Proc Natl Acad Sci USA, 95, PP 4419–4424 29 Ecsober J.T., Agati J.A et Bergonia H.T (1963), “Une nouvelle virose du cotonnier aux Philippines”, Bull Phyt FAO, 11, pp 78-81 63 30 Fryxell PA (1992), “A revised taxonomic interpretation of Gossypium L (Malvaceae)”, Rheedea, 2, PP 108-165 31 Hawkins JS, Kim H, Nason JD, Wing RA, Wendel JF (2006), “Differential lineage-specific amplification of transposable elements is responsible for Genome size variation in Gossypium”, Genome Res, 16, PP 1252–1261 32 Hendrix B, Stewart JM (2005), “Estimation of the nuclear DNA content of Gossypium species”, Ann Bot (Lond), 95, PP 789–797 33 Liu B, Brubaker G, Cronn RC, Wendel JF (2001), “Polyploid formation in cotton is not accompanied by rapid genomic changes”, Genome, 44, PP 321 34 M J Iqbal, N Aziz, N A Saeed, Y Zafar (1996), “Genetic diversity evaluation of some elite cotton varieties by RAPD analysis”, Theor Appl Genet, 94, PP 139-144 35 Naveed Murtaza (2006), “Cotton genetic diversity study by AFLP markers”, Electronic Journal of Biotechnology, 9(4), PP 457-460 36 Saha, S., M Karaca, J N Jenkins, A E Zipf, U K Reddy (2003), “Simple sequence repeats as useful resources to study transcribed genes of cotton”, Euphytica, 130, PP 355–364 37 Wendel JF, Cronn RC (2003), “Polyploidy and the evolutionary history of cotton”, ADV Agron, 78, PP 139-186 38 Yang SS, Cheung F, Lee JJ, Ha M, Wei NE, Sze SH, Stelly DM,Thaxton P, Triplett B, Town CD, et al (2006), “Accumulation of genomespecific transcripts, transcription factors and phytohormonal regulators during early stages of fiber cell development in allotetraploid cotton”, Plant J, 47, PP 761–775 39 Zhao XP, Si Y, Hanson RE, Crane CF, Price HJ, Stelly DM, Wendel JF, Paterson AH (1998), “Dispersed repetitive DNA has spread to new genomes since polyploid formation in cotton”, Genome Res, 8, PP 479–492 64 Tài liệu từ Internet Cotton Marker Database, http://www.cottonmarker.org Cotton Genome Database, http://cottondb.org ITIS, Integrated Taxonomic Information System, http://www.itis.gov/ USDA, United States Department of Agriculture, http://www.fas.usda.gov/psdonline/psdQuery.aspx Tổng Cục thống kê, http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=430vàidmid=3 Viện Nghiên cứu Bông Phát triển Nông nghiệp Nha Hố, http://www.nhahocotton.org.vn 65 PHẦN PHỤ LỤC Phụ lục Danh sách 50 cặp mồi SSR sử dụng nghiên cứu đa hình giống cỏ S T Tên mồi Trình tự mồi T BNL1408 BNL1673 BNL1679 BNL2656 BNL2921 BNL2960 BNL3259 BNL3261 BNL3284 10 BNL3478 11 BNL4053 12 BNL1034 13 BNL1495 (f) AAGGGAGAGAAACGGAGAGC (r) CATTTCACCTCTCCCACCAC Nhiễm sắc thể AD05,AD11 (f) CTCTTAATGCTTGGCCTTGG A12,AD12, (r) AGTACCGGACTCGGCACTAT AD22 (f) AATTGAGTGATACTAGCATTTCAGC (r) AAAGGGATTTGCTGGCAGTA (f) AACCACAACCAAAATTTCACG (r) CTTTGGTTTCGTAGGGCTTG (f) CGAGAGATTTTAAAGGGAAACA (r) GGGAGTGGTCTGATGGAAAA (f) TAAGCTCTGGAGGCCAAAAA (r) CCATTTCAATTTCAAGCATACG (f) AGTGGGTTGGACTTTCATGC (r) CACGGGCTTTTTTTTTTTCA (f) TGAAGGCTTTGAAGCAAACA (r) AAGCAAGCACCAAGTTAGCC AD01 451 AD10 596 561 AD11 488 AD13,AD18 404 AD09,AD23 388 AD11,AD17, (r) CGTCGCAAAGTTGAGAATCA AD21 (r) ATAAATGGCATCAGCCCAAA 66 530 A12,AD12 (f) TTGCTTTCAATGGAAAACCC (f) TGAAGATTTGGAGGCAATTG 295 280 AD30 (r) TTTAGGTTTGGGTAACTAGAGGC 413 AD19 (r) GTCAATACCTGCTTCTCCACG (f) ACTAAAACAAATGTAGCGTGTGG đoạn chèn 347 AD02,AD08, (r) CCCAAACCTGTCTCACCAAC thước A12,AD12 (f) TTTTGAAATTCCAGCGAAGG (f) AAACGGAAACGAAGAAGGGT Kích AD13,AD18 329 262 14 BNL2440 15 BNL2553 16 BNL2571 17 BNL3071 18 BNL3280 19 BNL3971 20 BNL4059 21 MUCS141 22 MUCS198 23 MUCS242 24 MUCS459 25 MUCS524 26 MUCS615 27 MUSS123 28 MUSS128 29 MUSS193 30 MUSS329 (f) TGTTAAGCATACATTAGTTTCAC (r) CCGGCACCACAAAAGTAAAT (f) GGGTCAAAAGTGGAAAACGA (r) GCCCACAGGAAAACAAAAAA (f) TCGCTATCGCTCTGAAATCA (r) ATGCCACGGAATTAGCAAAC (f) TTGTTGCAGACGCTTCTGTT (r) TTTTTCCTTTTGGTGCGATC (f) GCAGAACTGCCACTTGTTTG (r) AGAAAATGGGTTGTGCTTGG (f) CACATATTTTTGCCTCACGC (r) TGTGGACCCAAAAAGGAAGA AD01,AD15 397 AD20 472 AD13,AD18 526 AD10,AD20 356 AD18,AD20 463 A02,AD02 362 (f) GAGTTACGCCTGGCAATCAT A12,AD12, (r) CCATCCCCAGTGGTGTTATC A10 (f) CAAAAGGCAAATAGAGCTTTCC (r) AGCAGCCATGGTTCATTAGG (f) AGAGAGGCAATCAGGAATCG (r) AATTACCCTCCAATGGTGCC (f) AAGACAAGAGAGGTCTGGCG (r) GGATTTTGGTTTGCAGAAGG (f) TAAGACACGCAAGCCATTTC (r) CGCAAGCCACTCCCTTTAC (f) ACGGCTTCTCTGATTCAAGC (r) TTTTTCCATTCCCAATACGG (f) CAGCAGCAAAGAAAAAGAACAG (r) TCAAACCCTCTTTTGATACCG (f) CAATTCCCAAACCTTCTTCTTC (r) GAAACCATTCTCCACTTCCTTG (f) TCATCTATCAAACACCCTCCC (r) CAGCGTTTGAAGTCACATCC (f) GAAAATGAGCACTTCTCCGC (r) AATGCGAATTGATCCAACAG (f) GTCGCGAGGAGCTAATTTCC (r) CCAGTTTAGCCGCTACTTCG 67 622 AD_chr15 568 A_chr13 696 A_chr07 733 A_chr02 496 A_chr03 578 A_chr06 1038 AD_chr11 1115 AD_chr15 719 A_chr03 537 A_chr05 525 31 NAU1003 32 NAU1014 33 NAU1037 34 NAU1063 35 NAU1158 36 NAU2790 37 NAU3178 38 NAU4865 39 NAU5046 40 NAU5074 41 STV002 42 STV090 43 STV166 44 STV190 45 TMD03 46 TMK01 47 TMK08 (f) ATACTCCCCGAGAGGAAAAC (r) TTCATCGACATTGCTTCTTC (f) GCCTCCACTTGTTTTCTACC (r) GGCACCCATATCAGAAGAAG AD_chr05 449 AD_chr11 651 (f) CACCTTCACCTAACCATCAA AD_chr08, (r) GAAGAATTGCGAGAAGAGGA AD_chr24 (f) CACACTCACCCCTTTTTCTT (r) AGCAGGTTTACGGTTGTTGT (f) ACAAAGCATTCATTCGCTTC (r) AAAACCTTGGGTGAGGAAAT (f) GTTGCGAGAAGCCTTTTAAC (r) GATGGACTGCATCCTTTTTC (f) GCCAGAAGACAAACCACTTT (r) GGTGCACAGAATAGGTGAAA (f) AGGATAACCCCCTAAAAACG (r) ACTGCTCCTCGTTTGAAATC (f) CTTCCCTCCTCTGTCTCTCA (r) GAGAGAGGGGAAAGTTAGGG (f) TTTTAGCCGGGCTTACATAC (r) CAGATGGAGACTGACTGGTG (f) CGATGAGGAAGCAGCAACAACT (r) AATCCTCGTGATCCGTTCTCTTCT (f) CATGCAAGTATAGGAACGTTGTGG (r) TTAATTTCGTTTACATTTCCCGCT (f) TTCAGAGCCAAGGCCTACAAAAT (r) TAGGCATTGATCATCAGCTTACCA (f) GTTGAAGAAGCAGAGACCGTGAAT (r) CCTACAGATATGGGAGCCAACAAA (f) GCATTGAAGGAAAAAGAAGAACC (r) ATGCCTTGTTTGCTTGAAGT (f) GCTTCTTTCTCTGGCTGCTG (r) GAAAGGGGGCTGATTTTGAG (f) AAGAATTAGCGGAAGTGGTCA (r) TTTGACAAAACATGGATGGA 68 686 AD_chr11 666 AD_chr04 914 A_chr05 768 A_chr01 735 A_chr11 822 A_chr04 822 A_chr08 822 A_chr05 665 A_chr13 578 A_chr07 717 A_chr03 404 AD_chr01 777 AD_chr04 514 AD_chr17 439 48 TME12 49 TME17 50 TME20 (f) GCAATGTCTTTTTCGATTGC (r) CCATGAGTGCAAGAAGGCTTA AD_chr12 (f) GGTTCAAATCCCAGATAGTCTC AD_chr13, (r) CAATTGAGGGACCAAACTGC AD_chr18 (f) CGCAAACGAACCAGTACAGA (r) GCGTCTACATTAGCGCCATA AD_chr19 * Chú thích: (f) – mồi xuôi, (r) – mồi ngược 69 365 773 479 Phụ lục Biểu đồ biểu thị đặc tính nông sinh học giống cỏ nghiên cứu 70 71 * Chú thích: (a) Thời gian sinh trưởng (ngày); (b) Chiều cao (cm); (c) Số cành đực/cây; (d) Số cành quả/cây;(e) Vị trí cành 1; (f) Khối lượng (g); (g) Số quả/m2; (h) Năng suất lý thuyết (tạ/ha);(i) Khối lượng 100 hạt (g); (j) Tỷ lệ xơ (%); (k) Năng suất hạt (tạ/ha); (l) Năng suất xơ (tạ/ha),(m) Chiều dài xơ (mm); (n) Độ xơ (%); (o) Độ mịn xơ (Mic); (p) Độ chín xơ (%); (q) Độ bền (g/tex) 72 [...]... nhiễm bệnh Năm 2000, lần đầu tiên, trong quỹ gen cây bông hiện có của loài bông cỏ Châu Á (Gossypium arboreum L.), Viện nghiên cứu Bông và PTNN Nha Hố đã xác định được một số đầu dòng bông cỏ Nghệ An có khả năng kháng hoàn toàn đối với bệnh xanh lùn Nghiên cứu đặc điểm di truyền tính kháng bệnh xanh lùn của các dòng bông cỏ Nghệ An bước đầu cho thấy tính kháng bệnh xanh lùn được quy định bởi đơn gen. .. vải Nhóm tác giả đặt tên cho gen kháng bệnh xanh lùn này là Rghv1 Tuy nhiên, nghiên cứu chưa xác định được di truyền tính kháng bệnh xanh lùn ở hai giống bông này là do cùng một gen trội quy định hay là hai gen khác biệt Những nghiên cứu tiếp theo để xác định các gen kháng này đang được tiến hành Gần đây nhất, báo cáo đầu tiên về lập bản đồ gen kháng bệnh xanh lùn ở giống bông luồi tứ bội Delta Opal... nhóm bông hải đảo và bông cỏ Cũng trong nghiên cứu này, 49 giống bông nghiên cứu đã chia làm 3 nhóm: nhóm 1 gồm 16 giống bông hải đảo, nhóm 2 gồm 21 giống bông luồi, nhóm 3 gồm 12 giống bông cỏ Hệ số tương đồng di truyền của nhóm 1 với 2 nhóm bông còn lại thấp, chỉ khoảng 0,59 Nhóm bông luồi và bông cỏ gần nhau về mặt di truyền hơn, với độ tương đồng di truyền khoảng 0,67 Hệ số tương đồng di truyền. .. sơ đồ hình cây về hệ số tương đồng di truyền đã chỉ ra 21 giống bông nghiên cứu chia thành 5 nhóm chính, trong đó bông cỏ được tạo thành một nhóm riêng biệt, do khác nhau về mặt di truyền với 4 nhóm thuộc giống bông luồi khá lớn, hệ số tương đồng của giống bông cỏ là 0,20 1.4.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam Kết quả nghiên cứu của Thái Thị Lệ Hằng (2008) khi đánh giá đa dạng di truyền 20 giống bông. .. bệnh xanh lùn ở cây bông vải Nghiên cứu đầu tiên về di truyền tính kháng bệnh xanh lùn được tiến hành trên giống bông G155-7 có nguồn gốc lai 3 dòng (HAR) (Gossypium hirsutum/ G arboreum/ G raimondii) và đã xác định được một gen trội kiểm soát tính kháng ở giống này Nghiên cứu không xác định được nguồn gen kháng có từ bông cỏ châu Á G arboreum hay từ bông dại D raimondii Cho đến gần đây, công trình của... (G.babardense L.) và bông cỏ (G .arboreum L.) Tác giả đã sử dụng 50 cặp mồi SSR để đánh giá đa dạng di truyền Kết quả tổng số allen thu được là 128, hệ số tương đồng di truyền giữa các giống bông nằm trong khoảng 0,48-0,97 trung bình là 0,8, các cặp giống xa nhau nhất về di truyền (có hệ số tương đồng 0,48) chủ yếu là những cặp bông luồi -bông hải đảo Đa dạng di truyền quan sát được trong nhóm các giống bông. .. tính kháng bệnh xanh lùn ở hai giống bông luồi tứ bội G hirsutum L CD401 và Delta Opal là tính trạng đơn gen di truyền trội khi phân tích sự phân ly di truyền các cá thể của quần thể F2, BC1F1, BC1F1, F2:3 với phương pháp đánh giá bệnh nhờ lây nhiễm bằng truyền bệnh qua rệp mang mầm bệnh xanh lùn Theo như công bố, đây là công trình đầu tiên báo cáo về di truyền tính kháng bệnh xanh lùn ở cây bông vải... được ứng dụng rất hiệu quả trong nghiên cứu di truyền thực vật mà phân tích đa dạng di truyền và chọn giống phân tử (MAS-Marker Assisted Selection) là hai lĩnh vực thành công nhất M J Iqbal và cs (1996) đã sử dụng chỉ thị RAPD để đánh giá đa dạng di truyền 23 giống bông thương mại, gồm: 22 giống bông luồi (G hirsutum L.) và 1 giống bông cỏ (G arboreum L.) Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng 50 mồi... trở thành hướng đi nhanh chóng, đơn giản, ít tốn kém và ngày càng phổ biến hơn trong nghiên cứu đa dạng di truyền, lập bản đồ phân tử, phân lập gen và chọn tạo giống cây trồng nông nghiệp (lúa, ngô, đậu tương…) 19 1.4 THÀNH TỰU TRONG NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY BÔNG VẢI BẰNG CHỈ THỊ ADN 1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Trong những năm gần đây, sự phát triển của sinh học phân tử đã đạt... tính kháng rệp (El zik & Thaxton, 1989) Những kiểu gen có biểu hiện tính kháng rệp thường có hàm lượng protein, phenol và axit nucleic cao, lượng dầu và lưu huỳnh thấp (Alimukhamedov, Shvetsova, 1988) Những hiểu biết về kiểu di truyền tính kháng bệnh xanh lùn đóng vai trò quan trọng trong công tác lập bản đồ di truyền và sử dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống kháng bệnh xanh lùn ở cây bông vải Nghiên