Nghiên cứu tính đa dạng di truyền của các dòng, giống lúa đột biến chất lượng tại một số vùng sinh thái

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI TRẦN VĂN TOÁN NGHIÊN cứu TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC DÒNG, GIỐNG LÚA ĐỘT BIẾN CHẤT LƯỢNG TẠI MỘT SÓ VÙNG SINH THÁI LUẬN VĂN THẠC sĩ SINH HỌC HẢ NỘI, 2015 Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC sư PHẠM HÀ NỘI TRẰN VĂN TOÁN NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA CÁC DÒNG, GIỐNG LÚA ĐỘT BIẾN CHẤT LƯỢNG TẠI MỘT SÓ VÙNG SINH THÁI Chuyên nghành : Sinh thái học Mã sổ : 60 42 01 20 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC sĩ SINH HỌC Người hướng dẫm khoa học: TS Nguyễn Như Toản HÀ NỘI, 2015 LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn, cảm kích sâu sắc đến TS Nguyễn Nhu Toản dành nhiều thời gian, tận tình huớng 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, huớng dẫn kỹ thuật, cung cấp cho thông tin tài liệu bổ ích giúp hoàn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN Truờng Đại học Su phạm Hà Nội 2; Phòng Sau đại học Truờng Đại học Su phạm Hà Nội tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm tạo điều kiện giúp đỡ thời gian qua Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới nguời thân gia đình, nguời đồng nghiệp, nguời 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 Nội, ngày 09 tháng 12 năm 2015 Học viên Trần Văn Toán LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu thực hướng dẫn TS Nguyễn Như Toàn, 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 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 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIÉT TẮT P1000: NSLT: Trọng lượng 1000 hạt Năng suất lý thuyết NSTT: Năng suất thực thu TGST: AFLP: CTAB: Thời gian sinh trưởng Amplified fragment length polymorphism Cetyl trimetyl amonium bromit DNA: Deoxyribonucleic acid DNTP: Dideoxyribo nucleozit triphosphat F AO: The World FoodOrganization IRRI: International Research Ricelnstitute PCR: PIC: Polymerase chain reaction Polymorphic Information Content QTL: RAPD: Quantitative trait loci Random amplyfied polymorphic DNA RFLP: RNA: Restriction fragment length polymorphism Ribonucleic acid SSR: Simple sequence repeats TAE: Tris-acetat-acid EDTA TE: Tris EDTA Bảng 1.1: Sản lượng gạo xuất dự trữ gạo số nước Bảng 3.12 Khả nhiễm sâu bệnh dòng lúa vùng nghiên cứu Hình 3.1: Biểu đồ đánh giá khả đẻ nhánh lúa vùng sinh thái Hình 3.16: So đồ hình mối quan hệ di truyền mẫu giống lúa nghiên cứu vi rộng, sản luợng suấưđơn vị diện tích (ha) tăng đáng kể Tất yếu tố làm nên sản luợng lúa đứng vào thứ hạng giới Sản luợng lúa nuớc ta có 19,23 triệu (năm 1990) nhung đến năm 2000 đạt 32,51 triệu Năng suất diện tích canh tác tăng liên tục hàng năm giúp Việt Nam lần đạt sản luợng mức 42,31 triệu vào năm 2011; 43,7 triệu vào năm 2012 (Bảng 1.2) Bảng 1.2: Diện tích trồng lúa tổng sản lượng lúa từ 1990-2012 199 199 2000 Năm 2005 2010 2011 Diện tích (triệu ha) Sản lượng 2012 6,04 6,77 6,67 7,33 7,49 7,65 7,75 19,23 24,97 32,51 35,64 39,99 42,31 43,7 (triệu tấn) Năng suất 31,8 36,9 42,4 48,9 53,4 55,3 (tạ/ha) “Nguồn: Báo điện tử Đảng Cộng Sản Việt Nam thảng 4/2014 ” Năm 2014, Việt Nam xuống vị trí thứ ba xuất gạo giới, sau 56,0 Thái Lan Ấn Độ (Bảng 1.1) Năm 2014, thị trường lúa gạo Việt Nam có số kiện bật Chính phủ cho phép bổ sung Vinafood (Tổng công ty Lương thực miền Bắc) Vinafood (Tổng công ty Lương thực miền Nam) làm đầu mối giao dịch họp đồng tập trung thị trường Philippines, Indonesia Malaysia Cạnh tranh xuất gạo vào Trung Quốc ngày tăng thêm, Việt Nam chiếm nửa thị trường này, bên cạnh Pakistan, Thái Lan Myanmar.Theo FAO dự đoán, sau xuất 6,2 triệu gạo 2014, Việt Nam xuất 6,9 triệu tấngạo 2015 mùa năm qua, mà phần lớn đến nước nhập chủ yếu: Trưng Quốc, Philippines Đông Nam Á Thái Lan tiếp tục vai trò dẫn đầu xuất gạo giới tầm mức cao hơn, khoảng 11 triệu gạo, họ gạo tồn kho lớn CHƯƠNG VẶT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu * Các dòng, giống lúa nghiên cứu - Nghiên cứu dòng, giống lúa đột biến chất lượng có tên là: Sl, S2, XH3, XH5, TDB06, ND5, HD01, HD02 giống đối chứng HT1 Viện Di truyền nông nghiệp tiến sĩ Nguyễn Như Toản cung cấp * Một số đặc điểm giống đối chứng HT1: THI giống lúa nhập nội Trung Quốc đưa vào sử dụng sản xuất rộng rãi Việt Nam năm 2004 - Thời gian sinh trưởng: Vụ Xuân: 130- 132 ngày Vụ Mùa: 105-110 ngày - Chiều cao cây: 95 - 105 cm - Chiều dài bông: 22 - 25 cm - Trỗ tập trung, dạng hạt nhỏ, màu vàng sẫm; gạo cơm thơm, mềm - Số hạt chắc/bông: 110 - 120 hạt - Năng suất trung bình: 50 - 55 tạ/ha Cao đạt tới 70 - 75 tạ/ha - Dạng gọn, đẻ nhánh * Thông tin xuất xứ giống lúa đột biến: Sl, S2 - Thu từ đột biến giống HT1 ND5 TDB06 - Thu từ đột biến giống Tám thơm HD01 HD02 - Thu từ đột biến giống Bắc Thơm XH3 XH5 - Thu từ đột biến giống CL.9 (chất lượng 9) giống lúa ko phản ứng với ảnh sáng ngày ngắn chọn tạo từ thể đột biến sau xử lỷ đột biến lai F1 (giữa IR.64 Khang dân 18) 2.2 Nội Dung nghiên cứu 2.2.1 Nghiên cứu khả sinh trưởng phát triển dòng giống lúa đột biến chất lượng vùng sinh thái nghiên cứu 2.2.1.1 Nghiên cứu khả sinh trưởng phát triển số dòng, giống lúa đột biến chất lượng thông qua khảo sát đặc điểm nông sinh học như: - Khả đẻ nhánh - Chiều cao - Chiều dài - Số bông/ khóm - Số hạư - Số hạt chắc/ - Khối lượng 1000 hạt - NSLT, NSTT - Thời gian sinh trưởng - Khả nhiễm sâu bệnh 2.2.1.2 Đánh giá mức độ thích ứng dòng, giống lúa đột biến chất lượng xác định khả chống chịu với điều kiện sinh thái khu vực nghiên cứu ( chịu hạn, chịu úng, chịu sâu bệnh ) 2.2.1.3 Xác định số dòng giống lúa đột biến chất lượng có khả sinh trưởng, phát triển tốt bước đầu đưa hướng canh tác hợp lý khu vực sinh thái nghiên cứu 2.2.2 Nghiên cứu mức độ đa dạng di truyền giống, dòng lúa nghiên cứu bằngchỉ thị phân tửSSR - Thu mẫu lúa - Xử lí mẫu, tách chiết ADN - Phản ứng PCR - Điện di sản phẩm PCR 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Thí nghiệm đồng mộng - Các dòng giống ngâm ủ gieo thành lô theo phương pháp mạ sân - Mạ chăm sóc phun thuốc sau 20 ngày (cây mạ 4-5 thật) đem cấy ruộng cày bừa sẵn cấy rảnh khóm (45 khóm/m2) - Các dòng giống cấy ô thí nghiệm, ô 10 m nhắc lại lần - Chăm sóc theo quy trình chung 2.3.1.1 Phương pháp quan sát thực địa Phương pháp đánh giá mắt thực qua quan sát toàn ô thí nghiệm thực địa, hay phận cho điểm Các tiêu định lượng đo đếm mẫu toàn ô thí nghiệm Các mẫu lấy ngẫu nhiên, trừ rìa ô Các tiêu theo dõi theo giai đoạn sinh trưởng thích họp lúa Quan sát đánh giá tiêu theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá lúa” 1996 IRRI “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khảo nghiệm giá trị canh tác sử dụng giống lúa”, so sánh với giống đối chứng Theo “Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá lúa” - IRRI phát triển lúa chia làm giai đoạn: Giai đoạn nảy mầm Giai đoạn mạ Giai đoạn đẻ nhánh Giai đoạn vươn lóng Giai đoạn làm đòng Giai đoạn trố Giai đoạn chín sữa Giai đoạn vào Giai đoạn chín hoàn toàn 2.3.1.2 Đánh giá khả sinh trưởng giống ỉủa nghiên cứu Bảng 2.1: Chỉ tiêu phương pháp đánh giá khả sinh trưởng giống lúa Chỉ tiêu theo dõi Giai đoan • Phương pháp thang điểm Quan sát chuyển màu Muộn chậm Độ tàn Trung bình: biến vàng Sớm nhanh: tất biến vàng chết Thời gian sinh trưởng (ngày) Tính số ngày từ gieo hạt đến 85% số hạt/bông chín Đếm số dảnh/cây Rất cao (hơn 25 dảnh/cây) Khả nhánh (dành) đẻ Tốt (20-25 dảnh/cây) Trung bình (10-19 dảnh/cây) Thấp (59 dảnh/cây) Rất thấp (125 cm) Đo từ cổ lên đỉnh (n = 30) 2.3.1.4 Đánh giá yểu tổ cẩu thành suất Bảng 2.3: Phương pháp đánh giá yếu tố cấu thành suất giống lúa Chỉ tiêu theo dõi Số hạt/bông Giai đoạn đánh giá Phương pháp đánh giá thang điểm Đem tổng số hạt cố Tỷ lệ (%) hạt lép/bông: Tỷ lệ hạt lép Khó rụng: < 10% số hạt rụng Trung bình: 10 - 50% số hạt rụng Dễ rụng: > 50% số hạt rụng Khối lượng 1000 hạt Cân 1000 hạt X 10 lần, ẩm độ 13% Năng suất lí thuyết NSLT=số bông/m2x số hạt/bông X tỷ lệ % hạt xkhối luợng 1000 hạt X10'5 Năng suất thục thu Cân đối khối luợng hạt ô độ ẩm hạt 14% 2.3.2 Thu thập xử lí sổ liệu Nghiên cứu khảo sát đặc điểm nông sinh học thông qua khảo sát tiêu hình thái yếu tố cấu thành suất dòng, giống lúa nghiên cứu Số liệu thu thập đuợc xử lí phuơng pháp thống kê toán học: + Giá trị trung bình: X = -í=ỉ— n Trong đó: n số cá thể khảo sát Ẻ[...]... nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu khả năng thích ứng của một 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 một 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 mức độ đa dạng di truyền của một số dòng, giống lúa đột. .. là giống lúa thuần ko phản ứng với ảnh sáng ngày ngắn được chọn tạo từ các thể đột biến sau khi xử lỷ đột biến con lai F1 (giữa IR.64 và Khang dân 18) 2.2 Nội Dung 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 một số dòng, giống lúa đột biến chất lượng thông... trạng tại các địa phương như hiện nay chưa kể đến chất lượng 1 2 mà 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 ứng được 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 một số vùng sinh thái ... hình nghiên cứu đa dạng di truyền lúa trên thế giới Tác giả Olufowote et al.,(1997),đã nghiên cứu biến động di truyền trong giống của 71 giống lúa bằng cả hai loại chỉ thị SSR và RFLP Kết quả cho thấy các giống lúa địa phương có mức độ đa dạng, hỗn tạp và dị hợp tử cao hơn các giống lúa cải tiến Cả hai phương pháp đều cho thấy số lượng các alen ở các giống lúa địa phương cao hơn hẳn các giống lúa cải... sống nguời nông dân, nâng cao 1 3 chất luợng cuộc sống cho mỗi cá nhân và gia đình 4 Những đóng góp mói của đề tài - Kết quả nghiên cứu của đề tài nhằm xác định khả năng thích ứng của các dòng, giống lúa đột biến chất luợng tại một số vùng sinh thái, là cơ sở cho công tác chọn tạo giống lúa năng suất, chất luợng cao Đề tài nghiên cứu, đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa ở mức phân tử bằng chỉ thị... được một số dòng hoặc giống lúa đột biến chất lượng có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt và bước đầu đưa ra hướng canh tác hợp lý tại khu vực sinh thái nghiên cứu 2.2.2 Nghiên cứu mức độ đa dạng di truyền các giống, dòng lúa nghiên cứu bằngchỉ thị phân tửSSR - Thu mẫu lúa - Xử lí mẫu, tách chiết ADN - Phản ứng PCR - Điện di sản phẩm PCR 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Thí nghiệm đồng mộng - Các. .. dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền của 45 giống lúa nếp ở các tỉnh đồng bằng miền Bắc Việt Nam Kết quả phân tích cho thấy 45 chỉ thị cho các băng DNA đa hình tại 46 locut Trong đó, 18 locut SSR cho nhận dạng đặc trưng với 28 alen duy nhất của 16 giống trong số 45 giống lúa nếp nghiên cứu Hệ số tương đồng di truyền giữa các giống lúa nếp dao động từ 0,10 đến 0,98 Thấp nhất (0,10) là giữa giống Nếp... Kết quả cho thấy, các alen đặc trung có thể nhận dạng đặc điểm phân tử, DNA của 12 giống lúa nghiên cứu Hệ số đa hình di truyền (PIC) dao động từ 0,06 đến 0,83 vói giá trị trung bình là 0,6 Hệ số tuơng đồng di truyền của 60 giống lúa nghiên cứu dao động từ 0,056 đến 0,77; hai giống có hệ số tuơng đồng di truyền thấp nhất là Jamin 85 (DS28) và LC93-1; hai giống có hệ số tuơng đồng di truyền cao nhất là... - Số hạt chắc/bông: 110 - 120 hạt - Năng suất trung bình: 50 - 55 tạ/ha Cao có thể đạt tới 70 - 75 tạ/ha - Dạng cây gọn, đẻ nhánh khá * Thông tin xuất xứ các giống lúa đột biến: Sl, S2 - Thu được từ đột biến của giống HT1 ND5 và TDB06 - Thu được từ đột biến của giống Tám thơm HD01 và HD02 - Thu được từ đột biến của giống Bắc Thơm 7 XH3 và XH5 - Thu được từ đột biến của giống CL.9 (chất lượng 9) là giống. .. đoàn là 0,86 Hệ số tương đồng di truyền của các giống trong tập đoàn nghiên cứu dao động trong khoảng 0,14-1,00 Ở mức tương đồng di truyền 40%, tập đoàn 26 giống lúa Tám thơm được chia thành 3 nhóm lớn Trong đó, hai giống Tám Nghĩa Hồng và Tám con có kiểu gen giống nhau ở cả 36 locus nghiên cứu Kết quả nghiên cứu rất có ý nghĩa phục vụ công tác nghiên cứu lai, chọn tạo giống lúa chất lượng (Khuất Hữu