NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYÈN CỦA CÁCDÒNG, GIỐNG LÚA ĐỘT BIẾN CHẤT LƯỢNG7 m •TẠI MỘT SỐ VÙNG SINH THÁI

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI TRẰN VĂN TOÁN NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYÈN CỦA CÁC DÒNG, GIỐNG LÚA ĐỘT BIẾN CHẤT LƯỢNG m TẠI MỘT SỐ VÙNG SINH THÁI LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC HẢ NỘI, 2015 • Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐAI HÓC Sư PHAM HÀ NÔI • • • • LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn, cảm kích sâu sắc đến TS Nguyễn VĂN Như Toản dành nhiều thờiTRẰN gian, tận tìnhTOÁN hướng dẫn, giúp đỡ động viên suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới đội ngũ cán Bộ môn Kỹ thuật di truyền - viện Di truyền Nông nghiệp nhiệt tình bảo, hướng dẫn kỹ thuật, cung NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC cấp cho thông tin tài liệu bổ ích giúp hoàn thành luận văn DÒNG, GIỐNG LÚA ĐỘT BIẾN CHẤT LƯỢNG TẠI MỘT Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN Trường SỐ VÙNG SINH THÁI Đại học Sư phạm Hà Nội 2; Phòng Sau đại học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm tạo điều kiện giúp đỡ thời gian qua Chuyên nghành : Sinh thái học Mã số : 60 Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới người thân gia đình, người 42 01 20 đồng nghiệp, người bạn bên cạnh tôi, giúp đỡ, động viên suốt trình học tập nghiên cứu để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà TẤT Nội, ngày 09 tháng 12 năm 2015 sĩ Học viên HOC TÓM LUÂN VĂN THAC SINH • • • Người hướng dẫm khoa học: TS Nguyễn Như Toản Trần Văn Toán HÀ NỘI, 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu thực hướng dẫn TS Nguyễn Như Toản, Trường Đại học sư phạm Hà Nội Nội dung nghiên cứu, trích dẫn có nguồn gốc rõ ràng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực, không chép từ tài liệu nào, toàn công trình nghiên cứu cá nhân qua trình tìm tòi, học tập nghiên cứu khoa học Tôi xin chịu trách nhiệm đề tài nghiên cứu Hà Nội, ngày 09 tháng 12 năm 2015 Học viên Trần Văn Toán MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình ảnh, biểu đồ, đồ thị Trang MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài .2 Những đóng góp đề tài CHƯƠNG Cơ SỞ KHOA HỌC VÀ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Điều kiện khí hậu, thời tiết, đất đai vùng sinh thái Phúc Yên - Vĩnh Phúc Hiệp Hòa - Bắc Giang 1.1.1 Thị xã Phúc Yên - Tỉnh Vĩnh Phúc 1.1.2 Huyện hiệp hòa - Tỉnh Bắc Giang 1.2 Nguồn gốc đặc điểm hình thái lúa 1.2.1 Nguồn gốc lúa 1.2.2 Đặc điểm hình thái lúa 1.3 Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa giới Việt Nam 12 1.3.1 Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa giới 12 1.3.2 Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa Việt Nam .15 1.4 Tình hình nghiên cứu, sản xuất lúa giới Việt Nam 18 1.4.1 Trên giới 18 1.4.2 Ở Việt Nam 21 CHƯƠNG VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 2.1 Vật liệu nghiên cứu 24 2.2 Nội Dung nghiên cứu 25 2.2.1 Nghiên cứu khả sinh trưởng phát triển dòng giống lúa đột biến chất lượng vùng sinh thái nghiên cứu 25 2.2.2 Nghiên cứu mức độ đa dạng di truyền giống, dòng lúa nghiên cứu bằngchỉ thị phân tử SSR 25 2.3 Phương pháp nghiên cứu 26 2.3.1 Thí nghiệm đồng mộng 26 2.3.2 Thu thập xử lý số liệu 29 2.3.3 Nghiên cứu mức độ đa dạng di truyền giống lúa nghiên cứu thị phân tử SSR .30 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN cứu VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Khả sinh trưởng dòng, giống lúa vùng sinh thái nghiên cứa vụ xuân 2015 Phúc Yên Vĩnh Phúc Hiệp Hòa - Bắc Giang 33 3.1.1 Khả đẻ nhánh 33 3.1.2 Chiều cao lúa 34 3.1.3 Chiều dài 36 3.1.4 Độ cứng cây, độ thoát cổ độ tàn 38 3.2 Các yếu tố cấu thành suất dòng, giống lúa nghiên cứu 39 3.2.1 Số khóm 39 3.2.2 Số hạt 41 3.2.3 Khối lượng 1000 hạt, suất lý thuyết suất thực tế: 45 3.2.4 Thời gian sinh trưởng: .48 3.3 Khả chống chịu dòng, giống lúa nghiên cứu 49 3.4 Sự đa dạng di truyền dòng, giống lúa lúa nghiên cứu .50 3.4.1 Kết tách chiết DNA 50 3.4.2 Kết sử dụng thị SSR phân tích đa dạng di truyền 51 3.4.3 Kết phân tích đa dạng di truyền mối quan hệ di truyền 09 giống lúa ưu tú 55 3.4.4 Mối quan hệ di truyền dòng lúa nghiên cứu 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC DANH MUC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Sản lượng gạo xuất dự trữ gạo số nước giới 20 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT * Bảng 1.2: Diện tích trồng lúa tổng sản lượng lúa từ 1990-2012 .22 Bảng 2.1: Chỉ tiêu phương pháplượng đánh 1000 giá khả P1000: Trọng hạt.năng sinh trưởng NSLT: Năng suất lý thuyết giống lúa 27 NSTT: Năng suất thực Bảng 2.2: Chỉ tiêu phương pháp đánh giáthu đặc điểm hình thái TGST: Thời gian sinh trưởng giống lúa 28 AFLP:pháp đánh Amplified fragment polymorphism Bảng 2.3: Phương giá yếu tố cấu length thành suất CTAB: Cetyl trimetyl amonium bromit giống lúa 28 DNA: Bảng 2.4: Chu kỳ nhiệt choDeoxyribonucleic phản ứng PCR sử acid dụng mồi SSR 31 DNTP: Dideoxyribo nucleozit Bảng 3.1: Khả đẻ nhánh dòng, giống triphosphat lúa vùng nghiên cứu 33 FAO:cao lúaThe Worldnghiên FoodOrganization Bảng 3.2: Chiều vùng cứu 35 IRRI:dài lúa International Research Ricelnstitute Bảng 3.3: Chiều vùng nghiên cứu 36 Polymerase reaction Bảng 3.4: ĐộPCR: cứng cây, độ thoát cổ bôngchain độ tàn vùng sinh thái PIC: Polymorphic Information Content nghiên cứu 39 Quantitative trait loci Bảng 3.5: SốQTL: ữên khóm lúa vùng sinh thái nghiên cứu 40 RAPD: amplyfied polymorphic DNA Bảng 3.6: Tổng số hạt/bôngRandom lúa vùng sinh thái nghiên cứu 41 RFLP: Restriction length polymorphism Bảng 3.7: Tổng số hạt chắc/bông lúa tạifragment vùng sinh thái nghiên cứu 43 Ribonucleic acid Bảng 3.8: TỉRNA: lệ hạt chắc/bông lúa vùng sinh thái nghiên cứu .44 SSR: Simple sequence repeats Bảng 3.9: Khối lượng 1000 hạt giống lúa hai vùng nghiên cứu .45 TAE: Tris-acetat-acid EDTA Bảng 3.10: Năng suất lý thuyết suất thực tế (tấn/ha) hai vùng sinh TE: Tris EDTA thai nghiên cứu .47 Bảng 3.11: Thời gian sinh trưởng vùng nghiên cứu Phúc Yên - Vĩnh Phúc Hiệp Hòa - Bắc Giang 48 Bảng 3.12 Khả nhiễm sâu bệnh dòng lúa vùng nghiên cứu Phúc Yên - Vĩnh Phúc Hiệp Hòa - Bắc Giang 49 Bảng 3.13 Thông tin cặp mồi ừong nghiên cứu .51 Bảng 3.14 Số alen thể hệ số PIC 26 cặp mồi 53 Bảng 3.15 Tỉ lệ khuyết liệu (M%) tỉ lệ dị họp tử (H%) 09 giống lúa nghiên cứu 54 Bảng 3.16 Hệ số tương đồng di truyền 09 mẫu giống lúa nghiên cứu 58 DANH MUC HÌNH ẢNH Hình 3.1: Biểu đồ đánh giá khả đẻ nhánh lúa vùng sinh thái nghiên cứu 34 Hình 3.2: Biểu đồ đánh giá chiều cao lúa vùng sinh thái nghiên cứu .35 Hình 3.3: Biểu đồ đánh giá chiều dài lúa vùng nghiên cứu 37 Hình 3.4: Biểu đồ đánh giá số khóm lúa vùng sinh thái nghiên cứu 40 Hình 3.5: Biểu đồ đánh giá tổng số hạt/bông lúa vùng sinh thái nghiên cứu 42 Hình 3.6: Biểu đồ đánh giá số hạt chắc/bông lúa vùng sinh thái nghiên cứu 43 Hình 3.7: Biểu đồ đánh giá tỷ lệ hạt chắc/bông lúa vùng nghiên cứu 44 Hình 3.8: Biểu đồ đánh giá khối lượng 1000 hạt giống lúa hai vùng nghiên cứu 46 Hình 3.9: Biểu đồ đánh giá suất lý thuyết suất thực tế (tấn/ha) 47 Hình 3.10: Kết điện di DNA tổng số 09 mẫu giống lúa nghiên cứu .50 Hình 3.11: Kết điện di sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa nghiên cứu với đoạn mồi RM21 (M: marker 20bp) 55 Hình 3.12: Kết điện di sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa nghiên cứu với đoạn mồi RM224 (M: marker 20bp) 56 Hình 3.13: Kết điện di sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa nghiên cứu với đoạn mồi RM515 (M: marker 20bp) 56 Hình 3.14: Kết điện di sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa nghiên cứu với đoạn mồi RM1233 (M: marker 20bp) .57 Hình 3.15: Kết điện di sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa nghiên cứu với đoạn mồi RM7102 (M: marker 20bp) .57 Hình 3.16: Sơ đồ hình mối quan hệ di truyền mẫu giống lúa nghiên cứu 58 47 48 49 50 Bảng 3.10: Năng suất lý thuyết suất thựcnghiên tế (tấn/ha) tạicác hai vùng 3.4 Sự Kết đa dạng dỉ truyền ởcủa bảng 3.10 dòng, vàthời giống biểugian đồ lúa Hình lúa 3.9 cho cứucủa thấy: nhìngiống chungđược Dan liệuthu bảng 3.11 cho thấy, sinh trưởng sinh nghiên cứu suất thực tế thường thấp so giống sát tách đềulệch có suất đạt thai mức cao.giống Năng 3.4.1 khảo Kết chênh chiết ADN khảo sát không nhiều, S2 có thời gian sinh trưởng STT Giống thực tê dài với suất lý thuyết đếnlý 10% docómột sốNăng yếutrò tốsuât khách quan Tách ADN làNăng công việc đóng vai quan trọng công ngắn làchiết 105 ± khoảng ngày và7% giống ND5 thời gian sinh trưởng suất 3.2.4 Thời gian nghệ ±ADN Hiệnsinh trưởng có pháp tách ADNgian tổng số mẫu Phúc Yênchiết -có thời Hiệpsinh HòaBắc 116 ngày Đây thuyết cácnhiều giốngphương lúa thuộc nhóm trưởng Vĩnh Giang Thời gian sinh trưởng câytách lúamiền thời gian từ khiviệc hạt lúa nảy mầm thực vật đốihọp tượng ADN chiết có Phúc phương pháp ngắn, rấtMỗi phù cho nông dân Bắc cơkhác cấu mùaphù vụ hợp SI 6,68 5,86 6,08 câycây lúatrồng có 85% số hạt chín Thời gian sinh trưởng dài hay ngắn phụ thuộc vào với chúng giống S2 6,94 5,98 6,19 giống thời vụ gieo cấy Trong nghiên cứu này, lựa chọn phương pháp CTAB Obara 3.3 Khả nghiền cứu chống XH3chịu 6,98dòng, giống lúa6,01 6,35 Thời giancó sinh trưởngNatribisuníit phụ thuộc vào phảnđể ứng giống với biếnADN đổi thời Kako (1998) bổ PVP tiến chiết số dõi chỉsung tiêu đánh giá sứcvà chống chịu sâuhành bệnhtách điều kiện bấttổng thuận 4Theo XH5 7,74 6,52 6,94 kì sáng nhiệt độ.cứu Trong đó, chu kì chiết chiếuADN sáng tổng cường độ9ánh sáng đóng củachiếu 5mẫu lúa lúa nghiên Kết quảbảng tách số mẫu dòng kết qua 3.12 Bảng Khả nhiễm TDB 06 thể 7,73 6,53 3.12 7,08lúasâu vai ừòtra chủ yếu.phương pháp điện di gel agarose 1% kiểm 6củabằng ND5 7,88 6,27 6,97 bệnh dòng lúa vùng nghiên cửu Phúc Yên Vĩnh Phúc Hiệp Hòa Bắc Giang Xu hướng nhà chọn giống giống có thời gian HD01 7,62hiện đại tạo ra6,46 7,13 sinh Sâu thân \Oiỉ tiêu nhạy Đạo ônvớiKhô trưởng8 ngắn, cảm quang vănchu kì nhằm Bạcluân tăngnâu vụ Bảng 3.11: HD02 7,53 6,47canh vàRây 6,94đục Thòi gian trưởng nghiên cứu(điểm) Phúc5,77 Yên - Vĩnh Dòng^v (điểm)tại vùng (điểm) (điểm) sinhHTl(ĐC) 6,67 SI 1-2 1-3 1-3 S2 1-2 XH3 STT XH5 1 Giang 1-2 Phúc và1-3 Hiệp Hòa - Bắc 1-3 Thời gian sinh trưởng 1-2(ngày) Giống1-2 SI 1-2 (điểm) 5,89 1 1-3 105 ± TDB 06 1-2 1-3 1-3 S2 114 ± ND5 1-2 1-3 1-3 XH3 115 ± HD01 1-3 1-3 XH5 115 ± HD02 1-2điện dỉ ADN 1-3tổng số 09 mẫu giống1-2 Hình 3.10: Kết lúa nghiên cứu1 TDB 06 107 ± HTl(ĐC) 1-3 1-3 Qua kết điện di gel agarose ND5 1 61% + cho thấy băng ADN thu SI 1-3 S2 XH3 XHỈ TDB06 NDỈ HD01 HD02 HTl(ĐC) khá3.12 gọn cho đồng chứngtheo tỏ±chất lượng ADN cácHT1 mẫuđều tốt, Từlúa bảng thấy dõi giống đối chứng nhiễm mẫu HD01 ■ Năng suát lý thuyết dòng108 Năng suất thựckhác tế (tẳn/ha) củakhông giống lúa nghiên cứu tùngxuất sinh thái Phúchiện Năng suất thực tế ARN phía dưới, điều không bị lẫn tạp chất.(điểm Mặt thấy vệt sáng đạo độ nhẹ 1-2), cácnhiễm khô vằn Yẽn-V.Phúc từ mức điểm 1-3, bạc điểm 1, ôn mứcHD02 108 ± (tấn/ha) giếng lúa nghiên cứu tùng sinh thái Hiệp Hòa-B.Giang chứng ARN bỏ khỏi dịchthân chiết ADN.nhẹ Kết 1-2) điện di nhiễm rầy tỏ nâu từ mức điểm 1-3 vàloại nhiễm sâu đục mức (điểm Hình 3.9: Biểu đồ đánh giá HTl(ĐC) 105suất ± lý thuyết suất thực tế cho thấy ADN có nồng độ tương đối cao, chất lượng tốt đủ tiêu chuẩn thực (tấn/ha) nghiên cứu 1 54 52 53 51 55 12 Qua RM6997 4mồi SSR, 154tổng 3.4.2 Kết sửthu dụng thị SSR phân đavới dạng Theo kết Smith (1997), hệ (bảng số PIC 3.14) (Polymorphic chúng tôitích thấy Information 26 di cặptruyền Content) coisốlà F:CAACGCGGCAGTAAATTTGC R: Đểtính nghiên cứu đa26 dạng truyền dòng/giống lúaWeừ ưu tú chúng tôirằng, tiến alen thước thống đo kê đa dạng di truyền cặpdi mồi SSR alen ở70 loại locus alen,SSR trung bình (1996) 2,69 alen/cặp cho GGCCTTGTCAGTCTACATGC Tỷ lệ dị họp tử (H) tỷ lệ số liệu khuyết (M) giống lúa ưu tú nghiên 13 RM8213 177 hành sửPIC dụng sản phẩm ADN táchlàchiết làm lần cứu lượt mồi giá ừị Các mồicóđều thểcho F :alen AGCCCAGTGATAC hiểu đa hình: đa dạng AAAGATG di khuôn truyền R:cho củaphản locusứng genPCR nghiên cứu dựa ừên kết phân tích với 26 cặp mồi SSR trình bày (bảng 3.15) cho GCGAGGAGATACC AAGAAAG với mồi nghiên cứu Sản1 mồi phẩm PCR của0,08 điệnhiện di 2trên Giá trị -26Số PIC mồi thể 26hiện locus alen: nghiên cứu (RM8213) thay đổi từ (ở 2mồi cặpđược mồi xuất alengel 14 RM3134 F:GCAGGCACAAAAGCAAAGAG 178 thấy: Các giống lại không bị khuyết số liệu giống có tỷ lệ acrylamide (điện đứng) thể (AP5926, bảng RM190 - Sốvàmồi RM6308) thểdihiện đến alen: 0,67hiện (ở mồi cặp mồi3.13 xuấtRM19429, alen RM463,) RM8213) Hệ số PIC R:AGGTGAAGGTGCATTGTGTG khuyết số liệu Như vậy, 09 giống lúa ưu tú có ý nghĩa phân tích thống kê để 3.13 Thông tincứu các0,43 cặpRM21, mồi nghiên trung bình mồi củathểBảng 26hiện cặp 3mồi alen: nghiên mồi (RM224, Kết RM585, tương RM1233, tự8cứu số219 RM3726, công trình 15 -Số RM6506 F:GTCCTTCAGGTGATTCGCC đánh giá đa dạng di truyền TT Tên mồi Trình Kích RM6997, nghiên cứu PTA248, đượcRM6320, công tự bốmồi MP1-MP2) giới Việt Nam (Malik etNST al., 2010; Rajet al., R:GTCGCTCGAAGCCAATTAAG Tỷ lệ dị họp tử (H) cao mẫu giống lúa XH5 15,4%; hai giống lúa thước (bp)SI 16 -Số RM19429 2006; Khuất mồiHữu thể Trung 2và alen: cs„ 2010)[24] 13 mồi (AROl, RM13, RM190, 6RM208,180-220 RM212, F:TATGTGGTTGGCTTGCCTAGTGG R: có tỷ lệ dị họp tử 7,69%; TDB 06 HD02 có11tỷ lệ dị100-180 họp tử HTl(ĐC) RM5926 RM6308, RM3134, RM6506, RM28561, RM463, RM527, RM7102, RM261 F: AATTACTGTAGGTCCATCCA TGCCCATATGGTCTGGATGTGC 3,85% Các giống lại có tỷ lệ dị họp 0% Từ kết nghiên cứu 17 RM28561 12 259này cho R:AGATAGTATAGCGTAGCAGC 3.14: F:CTTCAAGACTGGCCCAATATTACTG sốtử PIC 26các cặpR: mồi lúa ưu tú Theo 3.4.2.2 Tỉ lệBảng khuyết số Số liệualen (M)thể vàhiện tỉ lệvà di hệ hợp (H)của giống AROl 173sử dụng thấy: cần làm thuầnF:GGCGGCGTCATATCCAACA dòng/giống có tỉ lệ di hợp tửR: cao trước khi8khai thác, STT dẫn Tên AMBIONETcặp CTGACTGAAGCCTTCTTCACTTGC PIC giá STT hướng CIMMYT trị M% phải nhỏ 15% mớiPIC đảm Số alen Tên cặp Số 18 RM463 12 alen 192 3.4.3 Kết phân tích đa dạng di truyền mối quan hệ di truyền cửa 09 giống CATCTATCCTCCTCGGGCAACA X bảo độ tin cậy F:TTCCCCTCCTTTTATGGTGC cho phép tiến hành bước xử R: lý số liệu tiếp Trước RM13 theo môi thể môi thể 141 F:TCCAACATGGCAAGAGAGAG R: lúa ưu tú TGTTCTCCTCAGTCACTGCG đánh mức dạng di truyền dòng lúa nghiên cứu, 205-231 tiến hành 19 giáRM 515độ õa GGTGGCATTCGATTCCAG R: *1 Kết phân tích F:TAGGACGACCAAAGGGTGAG với mồi RM21 RM5926 thí nghiệm 0,72 dựa vào 15 số mẫu RM6506 211 0,49 tỷ lệ RM21 132-157 tính khuyết số F: liệu giống không khuếch ACAGTATTCCGTAGGCACGG R: TGGCCTGCTCTCTCTCTCTC Kết điện di sản phẩm PCR RM21 loại 4băng Trên tổng 220ở AROl 0,45ởvới 16 thu RM19429 0,52số RM527 215-221 đại mồi Kết trình bày bảng 3.15 GTCCCATGAGGGTGGTAGAG F:GGCTCGATCTAGAAAATCCG R: mẫu cứu cho2 thấy xuất băng ADN từRM28561 khoảng 130bp đến124 180bp, RM190 35 nghiên RM13 0,29 26 0,49 có Bảng 3.15 Tỉ lệ khuyết số liệu (M%) tỉ lệ dị17họp tửR:(H%) 09 giống F: CTTTGTCTATCTCAAGCAC TTGCACAGGTTGCGATAGAG mẫu nghiên cứu alen có tổng băng ADN 3.11)0,29 RM1233 F:TTCGTTTTCCTTGGTTAGTG 421 giống RM21 xuất 20,51 18 số 10 RM463 211 (hình 175 56 622 7TT 23 8 91 m 24 10 11 25 12 10 13 26 TTGCAGATGTTCTTCCTGATG RM208 166-173 RM190 R:ATTGGCTCCTGAAGAAGG 0,08 19 RM515 42 0,58 F:TCTGCAAGCCTTGTCTGATG R: RM7102 168 0,29 RM208 F:TTGAGAGCGTTTTTAGGATG 0,39 20 RM527 212 TAAGTCGATCATTGTGTGGACC R: lúa nghiên cửu RM212 244 Tên dòng F:CCACTTTCAGCTACTACCAG môi 3xuât Tỉ ỉệ 0,59 di hợp số Sô RM212 Sô môi khuyết 0,48Tỉ lệ khuyết 21 RM1233 TCGGTTTACTTGGTTACTCG R:CACCCATTTGTCTCTCATTATG RM261 10 125 số liệu dị họp tử tử(H%) liệu (M%) R: RM224 F:CTACTTCTCCCCTTGTGTCG 0,42 22 RM7102 0,34 RM224 11 120-152 F:3 ATCGATCGATCTTCACGAGG R: 0,42 RM261 0,38 SI RM585 TGTACCATCGCCAAATCTCC 023 2 7,69 PTA248 11 500-1000 TGCTATAAAAGGC ATTCGGG S2RM3726 F:3 AGACGCGGAAGGGTGGTTCCCGGA 024 0,47 PTA2480 0,47 RM585 171-233 XH3 0 0 F:CAGTCTTGCTCCGTTTGTTG R: R:AGACGCGGTAATCGAAAGATGAAA RM6308 0,08 25 RM6320 0,58 RM6320 164 15,4 XH5 0 ATAGG CTGTGACTGACTTGGTC F:GAGCTGGACCTCCTCGACAC R: RM6997 0,48 MP1-2 312 0,66 TDB06 026 RM3726 193 3,85 F:CACACACATCGCTCGGTC CATGCATCACCGAATGAGTCR: ND5 0 Tổng số 70 RM8213 0,67 MP1-MP2 150 11,38 GATGTGGAGGTCGATGGC F : ATCGATCGATCTTCACGAGG R: HD01 0 0 RM6308 104 0,43 RM3134 0,23 Trung bình 2,69 F:TCGACCTGGCTCTCCTCTAG R: HD02 0 3,85 TCGTATAAAAGGC ATTCGGG *14 11 Hình 3.11: Kết điện di sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa 3.4.2.1 Hệ sổ PIC, sổ alen và0tổng sổ băng ADN HTl(ĐC) thể cặp mồi 7,69 TATCAACCTGCTCCTCCTGG nghiên cứu với đoạn mồi RM21 (M: marker 20bp) 56 * Kết phân tích với mồi RM224 Kết điện di sản phẩm PCR với RM224 thu loại băng Trên tổng số mẫu nghiên cứu cho thấy xuất băng ADN từ khoảng 125bp đến 165bp, có mẫu nghiên cứu xuất alen có tổng số 11 băng ADN Mồi RM224 có mẫu giống có băng dị hợp SI XH5 (hình 3.12) Hình 3.12: Kết điện di sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa nghiên cứu với đoạn mồi RM224 (M: marker 20bp) * Kết phân tích với mồi RM515 Kết điện di sản phẩm PCR 09 mẫu giống nghiên cứu với cặp mồi RM515 thu tổng số 15 băng ADN thuộc loại băng có kích thước khác Các băng ADN dao động từ khoảng 200bp đến 250bp (hình 3.13) Hình 3.13: Kết điện di sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa nghiên cứu với đoạn mồi RM515 (M: marker 20bp) 57 * Kết phân tích với mồi RM1233 Kết điện di sản phẩm PCR với RM1233 thu loại băng Trên tổng số 09 mẫu giống lúa nghiên cứu cho thấy xuất băng ADN từ khoảng 160bp đến 200bp, mẫu giống nghiên cứu xuất alen thu tổng băng ADN, xuất dị hợp tử khuyết số liệu, (hình 3.14) Hình 3.14: Kết điện dỉ sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa nghiên cứu với đoạn mồi RM1233 (M: marker 20bp) * Kết phân tích mồi RM7102 Kết điện di sản phẩm PCR 09 mẫu giống nghiên cứu với cặp mồi RM7102 thu tổng số 10 băng ADN thuộc loại băng có kích thước khác Các băng ADN dao động từ khoảng 180bp đến 200bp (hình 3.15) Hình 3.15: Kết điện di sản phẩm SSR-PCR 09 mẫu giống lúa nghiên cứu vói đoạn mồi RM7102 (M: marker 20bp) 59 58 bảng hệ hệ di sốtruyền tương cửa đồng sơ đồ quancứu hệ di truyền mẫu 3.4.4 Qua Mối quan cácvàdòng lúamối nghiên Số nghiên liệu thucứu tiêu Hệ bảnsốđiện di sản phẩm PCR 26 cặp mồi SSR giống lúa chotừthấy: tương đồng di truyền 09 mẫu giống lúavới ưu 09nghiên mẫu giống lúa động nghiên cứukhoảng thống kê (SI và phân tích tú cứu dao ừong từ 0,19 HD02) đến phần mềm NTSYpc 2.1, từ69đó(XH5 thiết lậpND5) bảng hệ số đồng truyền(bảng sơ đồ hình 0, Dựa vào sơtương đồ phát sinhdichủng loại, 3.16) mức tương đồng di (hình 3.16) mối di truyền giống nghiên cứu cách biệt di truyền 0,39 (39%), 09 quan giốnghệlúa nghiên cứu chialúa thành nhóm Bảng 3.16: Hệ sổ tương đồng di truyền 09 mẫu gỉổng lúa nghiên cứu truyền Nhóm I: Gồm mẫu giống SI, S2 HTl(ĐC) có hệ số tương đồng di truyền 0,68% từ 0,29 đến Nhóm II:1.00 Gồm mẫu giống chia làm phân nhóm phụ 0.68 1.00 Phân nhóm phụ 2.1: Có giống lúa TBD06 ND5 Nhóm có hệ số 0.44 0.56 1.00 tương đồng di truyền từ 0,38 đến 0,69% 0.47 0.42 0.50 1.00 Phân nhổm phụ 2.2' Có giống lúa (HD01, HD02) Nhóm có hệ số 0.47 0.38 0.38 0.62 1.00 tương đồng di truyền từ 0,22 đến 0,61 % 0.53 0.56 0.61 0.69 0.59 1.00 Nhóm III: Gồm 0.43 mẫu giống số tương đồng di truyền từ 0,42 0.44 0.56 XH3 0.59 XH5 0.42 có hệ 0.61 1.00 0,56% 0.18 đến 0.29 0.22 0.32 0.26 0.31 0.19 0.22 1.00 0.41 0.41 0.33 0.33 0.37 0.30 0.41 lúa nghiền cứu 1.00 60 KẾT LUÂN VÀ KIẾN NGHI • • Kết luân ■ 1.1 Đã đánh giá số đặc điểm nông sinh học giống lúa, kết thu cho thấy: Các giống lúa nghiên cứu có chiều cao mức trung bình (88,04 cm - 110,23 cm), tính trạng chiều cao có tính ổn định cao Đã đánh giá số yếu tố cấu thành suất: + Số ừên khóm tất giống mức trung bình (4,8 đến 6,05 bông/khóm) không giống + Tất giống có chiều dài đạt mức trung bình đồng (23,6 24,56cm) Tính trạng chiều dài có tính ổn định cao chịu ảnh hưởng môi trường + Khối lượng 1000 hạt đạt mức độ vừa phải đồng (20,92 đến 22,3g) Năng suất suất thực tế giống thu mức trung bình Các giống có dạng hạt dài trung bình 1.2 Xác định số dòng, giống lúa đột biến chất lượng có xuất cao khả thích ứng với điều kiện sinh thái qua nghiên cứu là: TBD06, ND5, HD01, XH5 cao giống đối chứng HT1 1.3 Tập đoàn dòng/giống lúa ưu tú nghiên cứu đa dạng thành phần alen Kết phân tích 26 cặp mồi SSR với 09 mẫu giống lúa ưu tú thu băng DNA thuộc 27 loại alen khác nhau, trung bình 2,69 alen/locus Hệ số PIC dao động từ 0,08 đến 0,76 trung bình 0,43 Các giống lúa có độ đa dạng di truyền tỉ lệ dị hợp tử mẫu nghiên cứu dao động từ 0% đến 15,4% Hệ số tương đồng di truyền dao động ừong khoảng từ 0,18 đến 0, 69 Dựa vào sơ đồ phát sinh chủng loại, mức tương đồng di truyền 39%, 09 giống lúa ưu tú nghiên cứu chia thành nhóm cách biệt di truyền 61 Kiến nghị: Tiếp tục theo dõi giống đột biến ừội TBD06, ND5, HD01, XH5 để phục vụ công tác chọn tạo giống càn tiếp tục nghiên cứu để xác định alen đặc trưng, alen hiếm, nhận dạng xác nguồn gen ưu tú phục vụ nghiên cứu chọn, lai tạo giống định hướng phát triển giống lúa suất chất lượng cao 62 DANH MUC TÀI LIÊU THAM KHẢO • • TIẾNG VIỆT ■ Đỗ Hữu Ất, (1997), Nghiên cứu hiệu gây đột biển tỉa gamma Co60 thời điểm khác chu kì gián phân hạt nảy mầm sổ giống lúa đặc sản Việt Nam, Luận án Phó tiến sỹ Khoa Học Sinh Học, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội Bộ NN&PTNT (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khảo nghiệm giá trị canh tác sử dụng giống lúa, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Vũ Ngọc Dương (2008), Một sổ kết nghiên cứu chọn tạo giống lúa Việt Nam, Cổng thông tin khoa học công nghệ, Sở Khoa học công nghệ Bình Dương Lê Xuân Đắc, 2008; Nguyễn Như Toản cs, 2006 “£)ề tài Đánh giá khả chịu hạn nhân tạo sinh trưởng dòng lúa Tám đột biến điều kiện nhà lưới"- Luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp Trần Văn Đạt, 2005 Sản xuất lúa gạo giới: Hiện trạng khuynh hướng phát triển kỷ 21 Nguyễn Ngọc Đệ (2008), Giáo trình Cây lúa, Đại học cần Thơ Vũ Thị Hiền, Phạm Văn Cường (2012) Phân tích đa dạng di truyền mẫu giống lúa canh tác nước tròi thị phân tử SSR Tạp chí Khoa học Phát triển Tập 10, số 1, 15 - 24 Trần Thị Hòa, Triest (1999) Sử dụng kỹ thuật PCR - RAPD nghiên cứu đa hình di truyền thực vật Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, 1305 - 1312 Vũ Đình Hòa (2009), Giáo trình Chọn giống trồng, Đại học Nông nghiệp Hà Nội 10.Nguyễn Văn Hoan (1995), Kỹ thuật canh tác lúa, Nxb Giáo dục, Hà Nội 63 11 Lại Đình Hòe (2007), Nghiên cứu chọn tạo giống lúa nước chất lượng chuyển giao kỹ thuật nhân giống phục vụ cho sản xuất địa bàn tỉnh Phú Yên, Đề tài nghiên cứu khoa học Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp duyên hải Nam Trung Bộ 12 Phạm Hoàng Hộ (2003), Cây cỏ Việt Nam,3 Nxb Trẻ 13 IRRI (1996), Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá nguồn gen lúa IRIR, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 14 Nguyễn Thị Lầm (1990), Cây lúa, Nxb Nông Nghiệp 15 Trần Đình Long (chủ biên), Mai Thạch Hoành, Hoàng Tuyết Minh, Phùng Bá Tạo, Nguyễn Thị Trâm (1997) Chọn giống trồng, NXB Nông Nghiệp 16 Nguyễn Văn Luật (2011), Cây lúa Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 17 Trần Thị Lương, Lưu Minh Cúc, Nguyễn Đức Thành (2013) Phân tích quan hệ di truyền số giống lúa đặc sản, chất lượng, ừồng phổ biến Việt Nam thị phân tử SSR Tạp sinh học Tập 35, số 3, 348-356 18Trần Duy Qúy (1994), Cơ sở Di truyền Kỹ thuật gây tạo sản xuất lúa lai, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 19 Trần Duy Qúy (1997), Các phương pháp chọn tạo giống trồng, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 20 Trần Danh Sửu, Đỗ Đức Tuyến, Lưu Ngọc Trình, Nguyễn Thị Ngọc Huệ (2004) Nghiên cứu đa dạng di truyền giống lúa nông dân đặt tên (Oryza sativa) sở phân tích đẳng men, bảo tồn nội vi tài nguyên trồng phát triển bền vững NXB Nông nghiệp Hà Nội, Tr 54-60 21 Trần Danh Sửu, Nguyễn Thị Lan Hoa, Hà Minh Loan, Ngô Kim Hoài, Nguyễn Thị Vân Anh, Vũ Mạnh Hải (2011) Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa nếp địa phương tỉnh đồng bắc thị SSR Tạp chí 64 Công nghệ sinh học năm 2011, số 3, tr 230-290 Tr 17-29 22 Nguyễn Đức Thành (2004) Nghiên cứu đa dạng di truyền số dòng lúa chọn làm cặp lai ừong tạo giống suất cao Tạp chí công nghệ sinh học Tập 2, sổ 1, tr 101-108 23 Lưu Ngọc Trình (2007) Báo cáo kết thực đề tài "Bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật phục vụ cho mục tiêu lương thực nông nghiệp" năm 2006 Hà Nội Tr 40-50 24 Khuất Hữu Trung, Nguyễn Thị Phương Đoài (2010) Nghiên cứu đa dạng di truyền nhận dạng số giống ừong tập đoàn lúa Tám đặc sản Việt Nam thị phân tử SSR (microsatellite) TC Nông nghiệp PTNT, số 149, 3-8 25 Phạm Danh Tướng (2007), Chọn tạo giống lúa phương pháp đột biến - Cổng thông tin điện tử, Sở Khoa học công nghệ An Giang TIẾNG ANH 26 Akagi H., Yokozeki Y., Inagaki A., Fujimura T (1996) Microsatellite DNA markers for rice chromosomes TheorAppl Genet, 93, pp 1071 27 Chang TT (1985) Crop history and gentic conservation Rice, A case study In: Iwova state Journal of research, 4, pp 59 28 Harsh B., Ravindra K., Vivek and Sanjay (2013) Analysis of diversity in rice (Oryza sativa L.) using random amplified polymorphic DNA (RAPD) and simple sequence repeats (SSR) markers Vol 12(35), pp.5404-5412 29 Jacob HJ., Lindpaintner K., Lincoln s., Kusumi E., Bunker к., Mao RK., Yi P., Ganten D., Dzau VJ and Lander ES (1991) Genetic mapping of a gene causing hypertensive rat Cell, 67, pp 213-224 30 Kalyan CB and Rambabu N (2006), SSR marker based DNA fingerprinting and diversity study in rice (Oryza satỉva L.) ẠĨB (9), 684- 688.16 65 31 Kibria К., NurF., BegumS.N., IslamM.M., PaulS.K.,RahmanK.S., and Azam S.M.M (2009) Molecular marker based genetic diversity analysis in aromatic tice genotypes using SSR and RAPD marker Int J Sustain Crop Prod, 4, pp 23-34 32 Malik AR., Muhammad SM., Zabta KS and Kazuko YS (2010), Genetic analysis of Basmati and non-Basmati Pakistani rice (Oryza sativa L.) cultivars using microsatellite markers Pak J Bot 42, 2551-2564 33 Olufowote J.O., XU Y., Chen X., Park W.D., Beachell H М., Dilday R.H., Goto М., and McCouch S.R (1997) Comparative evaluation of within- cultivar variation of rice (Oryza sativa L.) using microsatellite and RFLP markers, Genome, 38, pp 1170-1176 34 Raj KJ and Lambodar B (2006) Identification and differentiation of indigenous non-Basmati aromatic rice genotypes of India using microsatellite markers, African Journal of Biotechnology, 6, pp 348-354 35 Shahid M.S., Shahzad AN and Muhamad A (2013) Genetic diversity in basmati and non-basmati rice varieties based on microsatellite markers.Pafc J Bot., 45(S1): 423-431 36 Singh B., Singh S.P., Kumar J (2011) Assessment of genetic diversity of aromatic rices (Oryza sativa L.) using morphological, physiochemical and SSR markers 37 Victoria CL., Darshan SB., Toshinori A., Edilberto DR (2007), “Assessment of Genetic Diversity of Philippine Rice Cultivars Carring Good Quality trait using SSR marker”, Breeding Science (57), pp 263-270 38 Watt, G 1892 Rice In Dictionary of Economic Products of India, Superintendent, Gov Printing, Calcutta, 5: 498-653 39 http://baomoi.com/FAO-du-bao-xuat-khau-gao-nam-2Q14-cua-Viet- N amdat-7-trieu-tan/45/14429670.epi 66 40 http://cavluongthuc.blogspot.com 41 http://sonongnghiep.bacgiang.gov.vn/ 42 http://nnptntvinhphuc.gov.vn/ 43 http://doc.edu.vn/ 44 iasvn.org PHU LUC • • MỘT SỐ HÌNH ẢNH Giai đoạn mạ non vùng sinh thái nghiên cứu (1- Tại Cao Minh, Phúc Yên, VP; 2-Tại Châu Minh, Hiệp Hòa, BG) tihv® '■■■' : '’[...]... năng thích ứng của m t số dòng, giống lúa đột biến chất lượng thông qua khảo sát các chỉ tiêu về sinh trưởng và phát triển tại khu vực sinh thái nghiên cứu - Xác định m t số dòng, giống lúa đột biến chất lượng có khả năng thích ứng với điều kiện sinh thái và bước đầu đề xuất hướng canh tác họp lý - Đánh giá m c độ đa dạng di truyền của m t số dòng, giống lúa đột biến chất lượng so với giống gốc ừong... đến chất lượng m ngay cả về sản lượng vẫn còn thấp so với nhiều tỉnh khác, đồng thời sự đa dạng các giống lúa chất lượng cũng chưa đáp ứngđược nhu cầu của thị trường Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài; Nghiên cứu tính đa dạng di truyền của các dòng, giống lúa đột biến chất lượng tại m t số vùng sinh thái 2 M c đích nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu khả... nông học của 1.819 giống, đánh giá 40 50 tính trạng của 1.385 giống và từ 20 - 30 tính ừạng của 2.066 giống[ 23] N m 2010, tác giả Khuất Hữu Trung và Nguyễn Thị Phương Đoài đã sử dụng chỉ thị SSR để nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn nguồn gen lúa T m đặc sản bản địa của Việt Nam Kết quả nghiên cứu đã cho thấy tập đoàn lúa T m nghiên cứu khá đa dạng: phân tích 36 cặp m i SSR trên 26 giống lúa T m thu... được từ đột biến của giống HT1 ND5 và TDB06 - Thu được từ đột biến của giống T m th m HD01 và HD02 - Thu được từ đột biến của giống Bắc Th m 7 XH3 và XH5 - Thu được từ đột biến của giống CL.9 (chất lượng 9) là giống lúa thuần ko phản ứng với ánh sáng ngày ngẳn được chọn tạo từ các thể đột biến sau khi xử lỷ đột biến con lai F1 (giữa IR.64 và Khang dân 18) 25 2.2 Nội Dung nghiên cứu 2.2.1 Nghiên cứu khả... nghiên cứu 2.2.1 Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của các dòng giống lúa đột biến chất lượng tại vùng sinh thái nghiên cứu 2.2.1.1 Nghiên cứu khả năng sinh trưởng và phát triển của m t số dòng, giống lúa đột biến chất lượng thông qua khảo sát các đặc đi m nông sinh học như: - Khả năng đẻ nhánh - Chiều cao cây - Chiều dài bông - Số bông/ kh m - Số hạư bông - Số hạt chắc/ bông - Khối lượng 1000... hệ số alen dao động 2-6 alen, trung bình 14 3,5 alen/marker, hệ số PIC dao động từ 0,259-0,782 (trung bình là 0,571) Sau khi số liệu được phân tích bằng phần m m ƯPGMA, 41 giống lúa đã được chia thành 2 nh m chính: Nh m I g m có 22 giống (15 giống lúa thơmBasmati và 5 giống không th m, hai giống lúa Japonica) Nh m II bao g m 19 giống lúa không th m Kết quả nghiên cứu này cũng cho thấy rằng các marker... để phân tích đa dạng di truyền và chỉ ra sự khác biệt giữa giống lúa Basmati th m và giống lúa Basmati không th m Hơn nữa, việc xác định giống lúa Basmati truyền thống dựa vào marker SSR có thể giúp ích cho việc duy trĩ và bảo tồn các giống lúa có chất lượng cao vì lợi ích của cả người nông dân và người tiêu dùng Theo Singh Balwant (2011), nghiên cứu đa dạng di truyền của 50 giống lúa th m bằng chỉ thị... hệ số tương đồng di truyền được chia thành hai nh m là Nh m I và nh m II (được chia thành 2 nh m phụ: Nh m phụ I: g m 17 giống trong khi nh m phụ II: G m có 2 giống) Dựa vào những kết quả được tạo ra từ nghiên cứu này được sử dụng để tối ưu hóa để lựa chọn bố m đa dạng và m rộng cơ sở giống cây cho các chương trình nhân giống lúa trong tương lai[28] 1.3.2 Tình hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa. .. LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP • m 7 m NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu * Các dòng, giong lúa nghiên cứu - Nghiên cứu 9 dòng, giống lúa đột biến chất lượng có tên là: Sl, S2, XH3, XH5, TDB06, ND5, HD01, HD02 và giống đối chứng HT1 do Viện Di truyền nông nghiệp và tiến sĩ Nguyễn Như Toản cung cấp * M t số đặc đi m cơ bản của giống đổi chứng HT1: THI là giống lúa nhập nội của Trung Quốc và được đưa vào... thái nghiên cứu 2.2.2 Nghiên cứu m c độ đa dạng di truyền các giống, dòng lúa nghiên cứu bằngchỉ thị phân tử SSR - Thu m u lúa - Xử lí m u, tách chiết ADN - Phản ứng PCR - Điện di sản ph m PCR 26 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Thí nghi m đồng ruộng - Các dòng giống được ng m ủ và gieo thành từng lô theo phương pháp m sân - M được ch m sóc phun thuốc sau 20 ngày (cây m được 4-5 lá thật) thì đem cấy