NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ (Zea mays L.) BẰNG CHỈ THỊ RAPD

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Cây ngô có tên khoa học Zea mays L lƣơng - thực có tầm quan trọng giới nhƣ Việt Nam Sản lƣợng ngô đƣợc sử dụng làm lƣơng thực chiếm 17%, 66% đƣợc sử dụng thức ăn cho chăn nuôi, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chiếm 5% lĩnh LƢƠNG THỊ THANH NGA vực xuất chiếm 10% Nhờ vai trò quan trọng ngô kinh tế giới nên 40 năm gần đây, ngành sản xuất ngô giới phát triển mạnh giữ vị trí hàng đầu suất, sản lƣợng lƣơng thực chủ yếu Mặc NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ GIỐNG NGÔ (Zea mays L.) BẰNG CHỈ THỊ dù diện tích trồng ngô đứng thứ sau lúa mỳ lúa nƣớc, nhƣng sản lƣợng ngô chiếm 1/3 sản lƣợng ngũ cốc giới nuôi sống 1/3 dân số toàn cầu [25] Ở Việt Nam, ngô lƣơng thực quan trọng thứ hai sau lúa nông RAPD dân vùng trung du miền núi phía Bắc nói chung lƣơng thực đồng bào dân tộc thiểu số vùng cao nói riêng [1] Đặc biệt, từ năm 1990 trở lại đây, diện tích, suất sản lƣợng ngô tăng liên tục nhờ ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật vào sản xuất Do nhu cầu sử dụng ngô không ngừng tăng, để đáp ứng đủ nhu cầu ngô cho tiêu dùng LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC nƣớc, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn xây dựng chiến lƣợc phát triển sản xuất ngô đến năm 2010 tầm nhìn đến năm 2020 phải đạt 5- triệu vào năm 2010 năm 2020 9-10 triệu Để đạt đƣợc mục tiêu này, hai giải pháp đƣợc đƣa mở rộng diện tích tăng suất Tuy nhiên, việc mở rộng diện tích trồng ngô khó khăn diện tích sản xuất nông nghiệp hạn chế phải cạnh tranh với nhiều loại trồng khác nên tăng suất giải pháp chủ yếu Trong giải pháp tăng suất Thái Nguyên, năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn giống đƣợc coi hƣớng đột phá có ý nghĩa định để nâng cao suất chất lƣợng ngô Hiện nay, có nhiều phƣơng pháp để nghiên cứu đa dạng di truyền giống trồng nói chung ngô nói riêng nhƣ: RFLP, AFLP, SSR, STS, RAPD, Các phƣơng pháp khắc phục đƣợc nhƣợc điểm phƣơng pháp chọn giống truyền thống đánh giá đƣợc hệ gen trồng Trong số thị RAPD kỹ thuật đƣợc sử dụng rộng rãi, kỹ thuật dễ thực tốn mà đánh giá đƣợc đa dạng di truyền mối quan hệ di truyền mức độ phân tử CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 SƠ LƢỢC VỀ CÂY NGÔ 1.1.1 Nguồn gốc phân loại ngô Căn vào nghiên cứu nguồn gốc trồng Vavilov (1926) chứng minh rằng: miền Trung Nam Mehico Trung tâm phát sinh thứ Xuất phát từ sở tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của số giống ngô (Zea mays L.) thị RAPD” vùng núi Andet thuộc Peru Trung tâm phát sinh thứ hai ngô [59] Nhận định ông đƣợc nhiều nhà khoa học chia sẻ ủng hộ [37], [41] Đặc biệt Harsberger (1893) kết luận ngô bắt nguồn từ hoang 1.2 Mục tiêu nghiên cứu dại từ miền Trung Mehico độ cao 1500 m vùng bán hạn có lƣợng - Đánh giá chất lƣợng hạt 10 giống ngô lai (Zea mays L.) dƣ̣a một số tiêu hóa sinh mƣa mùa hè khoảng 350 mm [61] Năm 1948 ngƣời ta tìm thấy hoá thạch phấn ngô đƣợc khai quật Bellar Arter - Mehicô, điều khẳng định - Khảo sát đa dạng mối quan hệ di truyền 10 giống ngô lai kỹ thuật RAPD nhận định Vavilov Ở Việt Nam, ngô đƣợc xâm nhập vào thông qua hai đƣờng, từ Trung 1.3 Nội dung nghiên cƣ́u Quốc từ Inđônêxia Theo nhà bác học Lê Quý Đôn, ngô đƣợc đƣa vào - Phân tích đặc điểm hình thái, khối lƣợng kích thƣớc hạt 10 giống ngô nghiên cứu Việt Nam cuối kỷ 17 (thời Khang Hy) ông Trần Thế Vinh ngƣời huyện Tiên Phong (Sơn Tây, phủ Quảng Oai) sứ Trung Quốc đem đƣợc - Phân tích tiêu hoá sinh: hàm lƣợng lipid, protein hạt - Tách chiết DNA tổng số 10 giống ngô nghiên cứu - Phân tích đa hình di truyền DNA đƣợc nhân ngẫu nhiên, xác định mức sai khác cấu trúc DNA hệ gen 10 giống ngô nghiên cứu - Thiết lập sơ đồ biểu diễn mối quan hệ di truyền 10 giống ngô nghiên cứu Đào Nha nhập ngô vào Jana năm 1496 trực tiếp từ Nam Mỹ Sau từ Inđônêxia ngô đƣợc chuyển sang Đông Dƣơng Myanma [25] Nhờ đặc điểm quý, ngô sớm đƣợc ngƣời Việt Nam chấp nhận mở rộng sản xuất, coi nhƣ lƣơng thực sau lúa nƣớc mặt diện tích nhƣng lại màu số cho suất giá trị Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên trồng Sơn Tây gọi “ngô” Một số tƣ liệu cho ngƣời Bồ http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn kinh tế cao Tuy nhiên, nƣớc có truyền thống sản xuất lúa gạo Ngô có hệ rễ chùm tiêu biểu cho rễ hoà thảo Tuỳ theo vị thời gian dài nên ngô đƣợc ý mà năm gần trí, thời gian sinh trƣởng chức nhiệm vụ hệ rễ hoàn chỉnh phát triển Cuộc cách mạng giống ngô lai góp phần tăng nhanh diện tích, chia làm loại: Rễ mầm, rễ đốt rễ chân kiềng Ngô lớp rễ đốt suất sản lƣợng ngô toàn quốc, đƣa nƣớc ta đứng vào lúc - mọc theo thứ tự từ dƣới lên Rễ đốt giúp cho hút nƣớc nƣớc trồng ngô lai tiên tiến vùng Châu Á dinh dƣỡng suốt đời sống ngô Rễ chân kiềng mọc xung quanh Ngô có tên khoa học Zea mays L nhà thực vật học Thụy Điển đốt phần thân sát gốc mặt đất Rễ chân kiềng to nhẵn, rễ nhánh, Linnaeus đặt theo hệ thống tên kép Hy Lạp – Latinh: Zea - từ Hy Lạp rễ lông hút phần rễ nằm không khí Rễ giúp ngũ cốc mays từ “Mahiz” tên gọi ngô ngƣời địa da đỏ Cũng chống đổ, bám chặt vào đất tham gia vào hút nƣớc thức ăn cho [24] mays từ “Maya” – tên tộc da đỏ vùng Trung Mỹ - xuất xứ Số lƣợng rễ, số lông rễ, độ lớn, độ dài rễ phụ thuộc vào giống ngô Zea thuộc chi Maydeae, họ hoà thảo (Gramineae) Kernike ngƣời Khả thu nhận nƣớc cung cấp đủ nƣớc thông qua rễ tới phận đƣa phƣơng pháp phân loại ngô theo thực vật học Trên thế giới điều kiện khó khăn nƣớc đƣợc coi tiêu quan trọng để đánh hiện có khoảng 8500 giống ngô đƣợc trồng ở khắp các lục đị a Có nhiều cách giá tính chịu hạn để ngƣời ta phân loại ngô, cách dựa vào cấu trúc nội nhũ Thân ngô thƣờng phát triển mạnh, thẳng, cứng Thân chia làm nhiều hạt hình thái bên hạt Ngô đƣợc phân thành loài phụ: ngô gióng, gióng nằm đốt Tuỳ theo giống, điều kiện khí hậu kỹ đá rắn, ngô ngựa, ngô nếp, ngô đƣờng, ngô nổ, ngô bột, ngô nửa thuật gieo trồng mà chiều cao thân khác Thân ngô có đặc điểm ngựa Từ loài phụ dựa vào màu hạt màu lõi ngô đƣợc phân chia thành gióng gần gốc ngắn, lên cao, dài to dần, phát triển gióng đóng bắp, thứ Ngoài ngô đƣợc phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gióng gần đóng bắp gióng sau bé dần Bề mặt thân ngô nhẵn sáng gian sinh trƣởng thƣơng phẩm [13] Lá ngô mọc từ mắt đốt mọc đối xứng xen kẽ nhau, số ngô dao động từ - 22 tuỳ theo giống điều kiện tự nhiên Theo hình thái vị trí 1.1.2 Đặc điểm nông sinh học ngô Các giống ngô Việt Nam có đặc điểm nhƣ chiều cao cây, thời gian cây, ngô đƣợc chia thành nhóm sau: mầm, thân, ngọn, sinh trƣởng, chống chịu sâu bệnh thích ứng với điều kiện ngoại cảnh khác bi Lá ngô trƣởng thành gồm phận: Bẹ lá, phiến lá, thìa Đặc biệt Song ngô có đặc điểm chung hình thái, giải phẫu Các bật ngô có nhiều lỗ khí khổng Trung bình có khoảng – phận ngô bao gồm: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) hạt [66] triệu lỗ khí khổng Tế bào đóng mở khí khổng ngô mẫm cảm với điều Cơ quan sinh dƣỡng ngô gồm có: Rễ, thân, làm nhiệm vụ trì đời sống cá thể ngô Hạt đƣợc coi quan khởi đầu cây, kiện bất thuận gặp hạn khí khổng khép lại nhanh hạn chế thoát nƣớc hạt nảy mầm phôi phát triển thành Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bắp ngô phát sinh từ mầm nách thân, số mầm nách ngô Cây ngô trồng có giá trị dinh dƣỡng kinh tế nhiều, nhƣng – mầm nách phát triển thành bắp Tuỳ thuộc vào cao Vai trò ngô trƣớc hết phải nói đến nguồn lƣơng thực nuôi sống giống, điều kiện sinh thái, chăm bón, mật độ, mùa vụ…mà tỷ lệ – bắp, số gần 1/3 dân số giới Tất nƣớc trồng ngô nói chung ăn ngô hạt bắp, vị trí đóng bắp, thời gian phun râu, trỗ cờ…có khác mức độ khác Ngô lƣơng thực ngƣời dân khu vực Đông Hạt ngô thuộc loại dĩnh gồm phận chính: Vỏ hạt, lớp aloron, Nam Phi, Tây Phi, Nam Á Ngô thành phần quan trọng thức ăn phôi nội nhũ Phía dƣới hạt có gốc hạt gắn liền với lõi ngô Vỏ hạt bao chăn nuôi Hầu nhƣ 70% chất tinh chăn nuôi tổng hợp từ ngô, 71% bọc xung quanh hạt màng nhẵn màu trắng, đỏ vàng tuỳ thuộc vào sản lƣợng ngô giới đƣợc dùng cho chăn nuôi Ở nƣớc phát triển giống Nằm sau lớp vỏ hạt lớp aloron bao bọc lấy nội nhũ phôi Nội phần lớn sản lƣợng ngô đƣợc sử dụng cho chăn nuôi: Nhƣ Mỹ 76%, Bồ Đào nhũ chiếm khoảng 70 – 78% khối lƣợng hạt, kho dự trữ để nuôi phôi, thành Nha 91%, Italia 9%, Croatia 95%, Trung Quốc 76%, Thái Lan 96% [25] Ngô phần chủ yếu tinh bột, chứa protein, chất béo, vitamin, chất đƣợc sử dụng làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, tạo cồn, rƣợu, bia, tinh bột, bánh kẹo Ngƣời ta sản xuất khoảng khoáng, enzyme [14] Mỗi giai đoạn sinh trƣởng, ngô yêu cầu điều kiện sinh thái khác Trong điều kiện đảm bảo ẩm độ, ôxy nhiệt độ thích hợp cho ngô nảy mầm nhanh sau gieo Nhiệt độ tối thiểu cho hạt nảy mầm từ – 120C, nhiệt độ tối đa cho hạt nảy mầm từ 40 – 450C, nhiệt độ tối thích từ 25 – 280C Ở thời kỳ sinh trƣởng khác hút chất dinh dƣỡng nhƣ yêu cầu dinh dƣỡng ngô khác nhau: Ở thời kỳ đầu ngô hút chất dinh dƣỡng chậm, thời kỳ từ - đến sau trỗ 15 ngày toàn phận mặt đất nhƣ phận dƣới đất ngô tăng trƣởng nhanh, quan sinh trƣởng phát triển mạnh, lƣợng tinh bột chất khô tăng nhanh Đây giai đoạn ngô hấp thu chất dinh dƣỡng tối đa (bằng 70 670 loại sản phẩm từ ngô công nghiệp lƣơng thực, thực phẩm, công nghiệp nhẹ dƣợc phẩm [24] Trong năm gần đây, mà đời sống ngƣời ngày nâng cao nhu cầu sử dụng ngô làm thực phẩm ngày lớn Ngƣời ta sử dụng bắp ngô bao tử làm rau cao cấp, loại ngô nếp, ngô đƣờng (ngô ngọt) đƣợc dùng để làm quà ăn tƣơi (luộc, nƣớng), chế biến thành ăn đƣợc nhiều ngƣời ƣa chuộng nhƣ ngô chiên, súp ngô, snack ngô đóng hộp làm thực phẩm xuất khẩu, việc xuất loại ngô thực phẩm mang lại hiệu kinh tế đáng kể cho số nƣớc nhƣ Thái lan, Đài Loan Ngoài sản phẩm chính, thân ngô nguồn thức ăn xanh đáng kể cho gia súc Mặt khác, đông y, ngô trồng có tác dụng lớn Mỗi - 90% dinh dƣỡng vòng đời cây) Ở thời kỳ thiếu nƣớc chất phận ngô có tác dụng chữa bệnh khác Râu ngô dinh dƣỡng làm giảm suất từ 10 - 20% Trong yếu tố dinh dƣỡng ruột ngô có vị ngọt, tính bình, có tác dụng lợi tiểu, thông mật, cầm máu đạm nguyên tố dinh dƣỡng quan trọng bậc ngô [3] 1.1.4 Đặc điểm hóa sinh hạt ngô 1.1.3 Vai trò ngô kinh tế Các chất hạt ngô dễ bị đồng hóa nên có giá trị dinh dƣỡng cao Hạt ngô chứa tinh bột, lipid, protein, đƣờng (chiếm khoảng 3,5%), chất khoáng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (chiếm khoảng – 2,4%), vitamin (gồm vitamin A, B1, B2, B6, C sản lƣợng 844,4 triệu Trong Mỹ, Trung Quốc, Braxin nƣớc lƣợng nhỏ cellulose (2,2%) đứng đầu diện tích sản lƣợng [68] Hạt ngô chứa phần lớn tinh bột, hàm lƣợng tinh bột hạt thay đổi Theo dự báo Viện nghiên cứu chƣơng trình lƣơng thực giới giới hạn 60 - 70% Hàm lƣợng tinh bột ngô tẻ nhiều ngô nếp (IPRI, 2003), vào năm 2020 tổng nhu cầu ngô giới 852 triệu tấn, (68% so với 65%) Tinh bột tập trung chủ yếu nội nhũ đƣợc chia thành 15 % dùng làm lƣơng thực, 69 % dùng làm thức ăn chăn nuôi, 16 % dùng hai dạng tinh bột tinh bột mềm (tinh bột bột) tinh bột cứng (tinh bột làm nguyên liệu cho công nghiệp Ở nƣớc phát triển dùng % ngô sừng hay tinh bột phalê) làm lƣơng thực nhƣng nƣớc phát triển sử dụng 22 % ngô làm Hàm lƣợng lipid cao thứ hai loại ngũ cốc sau lúa mạch, lƣơng thực Đến năm 2020, nhu cầu ngô giới tăng 45 % so với nhu cầu chiếm khoảng (3,5 – 7%) phụ thuộc vào giống, điều kiện tự nhiên năm 1997, chủ yếu tăng cao nƣớc phát triển (72 %), riêng Đông Lipid đƣợc tập trung nhiều phôi màng alơron Hàm lƣợng lipid tiêu quan trọng để đánh giá chất lƣợng hạt [9] Tỷ lệ protein hạt ngô - 12% Protein ngô zein, loại prolamin gần nhƣ lysine tryptophan Protein ngô đƣợc chia thành loại chính: protein hoạt tính (enzyme), protein cấu tạo protein dự trữ, protein dự trữ chiếm tỷ lệ cao Hàm lƣợng protein Nam Á nhu cầu tăng 70 % so với năm 1997 (Bảng 1.1), nhu cầu ngô tăng mạnh dân số giới tăng, thu nhập bình quân đầu ngƣời tăng, nên nhu cầu thịt, cá, trứng, sữa tăng mạnh , dẫn đến đòi hỏi lƣợng ngô dùng cho chăn nuôi tăng Vì vậy, nƣớc phát triển phải tự đáp ứng nhu cầu (IPRI, 2003) Bảng 1.1 Dự báo nhu cầu ngô giới đến năm 2020 Vùng di truyền (giống) môi trƣờng, kỹ thuật canh tác Lợi dụng tính chất hòa tan Thế giới Năm 1997 (triệu tấn) 586 Năm 2020 (triệu tấn) 852 % thay đổi 45 protein dung môi, ngƣời ta tách triết protein tan từ ngô Các nƣớc phát 295 508 72 phục vụ cho nhiều mục đích nghiên cứu nhƣ đánh giá chất lƣợng hạt, khả triển Đông Á 136 252 85 Nam Á 14 19 36 Cận Sahara – Châu Phi 29 52 79 Mỹ Latinh 75 118 57 105,5 triệu ha, suất 19,4 tạ/ha, sản lƣợng 205 triệu tấn, đến năm 2010, Tây và Bắc Phi 18 28 56 diện tích trồng ngô giới đạt 161,9 triệu ha, suất bình quân 52,2 tạ/ha, (Nguồn: Viện nghiên cứu chương trình lương thực giới IPRI, 2003) nhƣ thành phần amino acid bị thay đổi tác động yếu tố chịu hạn… 1.1.5 Tình hình sản xuất ngô giới Việt Nam 1.1.5.1 Tình hình sản xuất ngô giới Trên giới, ngô đƣ́ng thƣ́ về diện tí ch, sản lƣợng xếp thứ suất cao nhất các ngũ cốc Năm 1961, diện tích ngô toàn giới đạt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Theo Đại học Tổng hợp Iowa (2006), năm gần giới cảnh báo nguồn dầu mỏ cạn kiệt, ngô đƣợc chế biến nhƣ: hạn hán, lũ lụt, đất canh tác chƣa thuận lợi Tuy nhiên, có diện tí ch trồng ngô lớn nên sản lƣợng ngô của Châu Á vẫn xếp thƣ́ hai sau Châu Mỹ ethanol, thay phần nhiên liệu xăng dầu chạy ô tô Mỹ, Braxin, Nhƣ vậy, giai đoạn từ năm 2008 đến 2010 diện tích, suất và Trung Quốc, Riêng Mỹ, năm 2002 - 2003 dùng 25,2 triệu ngô để sản lƣợng ngô giới đều tăng Đó là áp dụng thành tựu khoa học chế biến ethanol, năm 2005 - 2006 dùng 40,6 triệu dự kiến năm 2012 kỹ thuật tiên tiến đặc biệt việc mở rộng diện tích trồng ngô lai nên giới dùng 190,5 triệu ngô Diện tích, suất, sản lƣợng ngô châu có nhảy vọt suất sản lƣợng ngô, nƣớc có kinh tế lục giới có chênh lệch tƣơng đối lớn đƣợc thể bảng 1.2 phát triển có điều kiện thâm canh cao sử dụng giống ngô lai sản xuất Bảng 1.2 Tình hình sản xuất ngô số khu vực giới giai đoạn nhƣ Trung Quốc, Mỹ, Braxin chủ yếu sử dụng ngô lai gieo trồng 2008 – 2010 nƣớc có diện tích trồng ngô lớn Tình hình sản xuất ngô Khu vƣ̣c Diện tí ch (triệu ha) 2008 2009 2010 Năng suất (tạ/ha) Sản lƣợng (triệu tấn) số quốc gia giới đƣợc thể qua bảng 1.3 2008 2009 2010 2008 Bảng 1.3 Tình hình sản xuất ngô số quốc gia giới năm 2010 2009 2010 Thế giới 161,2 158,8 161,9 51,3 51,6 52,2 827,5 819,7 844,4 Châu Âu 15,4 13,8 14,1 60,5 60,7 60,6 93,2 Châu Á 52,4 53,5 53,7 45,5 43,8 45,8 238,4 234,5 246,1 Châu Mỹ 60,4 61,4 63,1 68,6 71,9 71,0 439,5 441,5 447,9 84,0 85,6 (Nguồn: Số liệu thống kê FAOSTAT, 2010) Qua bảng 1.2 cho thấy: Diện tích, suất và sản lƣợng ngô Châu lục có chênh lệch Châu Mỹ khu vực có diện tích trồng ngô Tên nƣớc Diện tích (triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lƣợng (triệu tấn) Mỹ 32,96 95,92 316,17 Argentina 2,90 78,12 22,68 Brazin 12,81 43,75 56,06 Trung Quốc 32,52 54,60 177,54 lớn nhất chiếm khoảng 37,5 - 39 % diện tích trồng ngô toàn giới (2008 - Pháp 1,57 88,96 13,98 Qua bảng 1.3 cho thấy, Mỹ nƣớc có diện tích, suất, sản lƣợng lớn 2010), suất cao nhất là năm 2009 đạt 71,9 tạ/ha và là khu vƣ̣c dẫn đầu về đạt 32,96 triệu ha, với tổng sản lƣợng đạt 316,17 triệu tấn, suất bình sản lƣợng ngô toàn giới Châu Âu khu vực có diện tích trồng ngô quân đạt 95,92 tạ/ha Trên thế giới , Mỹ Trung Quốc hai cƣờng quốc có thấp, chiếm khoảng 8,7 - 9,6 % diện tích trồng ngô giới (2008 - 2010) diện tích trồng ngô lớn cao gấp nhiều lần so với quốc gia khác nhƣng xếp thƣ́ hai về suất Đứng thứ hai về diện tí ch trồng ngô Hàng năm, có khoảng 11,5 % tổng sản lƣợng ngô đƣợc lƣu thông thị thế giới nhƣng suất ở Châu Á thấp trƣờng giới, với giá bình quân dƣới 140 USD/tấn Xuất ngô , chênh lệch so với suất bình quân giới thấp từ 5,8 - 7,8 tạ/ha (2008 - 2010) Sở dĩ Châu Á đem lại nguồn lợi lớn cho nƣớc lớn sản xuất ngô nhƣ: Mỹ, Trung Quốc, có suất thấp chủ yếu khu vực có điều kiện thời tiết bất thuận Argentina, Hungari… [25] Sản lƣợng ngô xuất giới năm 2009 11 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 100,4 triệu tấn, riêng Mỹ xuất khoảng 47,8 triệu chiếm 47,6 % tổng sản lƣợng, Argentina 8,6 triệu Ngƣợc lại, nƣớc nhập ngô chủ yếu Châu Á: Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Malaixia với số lƣợng lớn khoảng 44,5 triệu Chính vậy, sản xuất ngô toàn cầu có biến đổi năm tới [67] 1.1.5.2 Tình hình sản xuất ngô Việt Nam Ở nƣớc ta ngô đƣợc trồng hầu hết địa phƣơng có đất cao dễ thoát Bảng 1.4 Tình hình sản xuất ngô Việt Nam từ năm 2008 đến năm 2010 Năm Diện tích ( triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lƣợng( triệu tấn) 2008 1,44 31,75 4,57 2009 1,09 40,14 4,37 2010 1,13 40,90 4,61 nƣớc Những vùng trồng ngô lớn Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, miền núi phía 1.2 NGHIÊN CỨU QUAN HỆ DI TRUYỀN Ở THỰC VẬT Bắc, Trung du đồng Sông Hồng, Duyên hải Miền Trung [8] Trong đó, khu 1.2.1 Một số phương pháp sinh học phân tử phân tích quan hệ di vực miền núi phía Bắc trồng chủ yếu giống ngô địa phƣơng truyền thực vật Năm 2010 diện tích ngô nƣớc 1.126.390 ha, sản lƣợng ngô năm 2010 đạt 4.606.800 tấn, suất 40,9 tạ/ha, so với năm 1990 chƣa 1.2.1.1 Kỹ thuật AFLP AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphism – Đa hình chiều dài trồng ngô lai sản lƣợng tăng gấp 6,86 lần, suất 2,76 lần [67] đoạn DNA khuếch đại chọn lọc), Vos cộng sƣ̣ phát minh Mặc dù suất ngô nƣớc ta thấp, năm 2010 1975 Nguyên tắc phƣơng pháp AFLP giống nhƣ RFLP, điểm khác biệt 78,35% suất ngô bình quân giới Một nguyên nhân AFLP không cần tiến hành lai phân tử (lai Southern blot), dẫn đến suất ngô nƣớc ta thấp ngô đƣợc trồng chủ yếu thực nhanh Kỹ thuật AFLP gồm hai nội dung là: vùng khó khăn Các tỉnh miền núi diện tích ngô tƣơng đối lớn nhƣng lại gặp - Cắt DNA enzyme giới hạn có bổ sung adaptor đặc hiệu tạo nên điều kiện bất thuận yếu tố ngoại cảnh nhƣ khí hậu, thời tiết khắc nghiệt, đoạn có đầu mút giống nhau, đặc trƣng cho mồi chọn trƣớc hạn hán, rét kéo dài, hệ thống thuỷ lợi, sử dụng giống cũ, - Nhân đoạn DNA kỹ thuật PCR ngắt quãng với hai loại mồi khác lẫn tạp, thoái hoá… Vì vậy, để sản xuất ngô Việt Nam theo kịp nƣớc Quy trình thực AFLP gồm bốn bƣớc: khu vực đạt suất trung bình giới cần phải thay đổi - Tách chiết tinh DNA cấu giống tăng cƣờng đầu tƣ thâm canh Hiện nay, nhu cầu giống ngô - Cắt mẫu DNA nghiên cứu cặp enzyme giới hạn (RE) chọn lọc lai suất cao nƣớc ta lớn, việc chọn tạo, khảo nghiệm, có bổ sung adaptor phù hợp giới thiệu giống ngô lai cho suất cao, khả chống chịu tốt, thích - Tiến hành PCR ngắt quãng với hai loại mồi đặc hiệu nghi với điều kiện sinh thái vùng việc làm cấp thiết Tình hình sản - Phân tích kết phần mềm thông dụng, lập dendrogram để xác xuất ngô nƣớc ta năm gần đƣợc thể bảng 1.4 định khác biệt di truyền đa dạng sinh học mẫu nghiên cứu [20] 13 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn AFLP kỹ thuật có độ nhạy cao để phát đa hình toàn đặc trƣng cho phân tử DNA Xử lý mẫu DNA cặp hệ gene AFLP cho phép phân tích nhanh, ổn định, đáng tin cậy, có khả enzyme giới hạn, gene có cấu trúc khác tạo nên số lƣợng đoạn ứng dụng lập đồ hệ gene chọn giống có trợ giúp thị cắt có chiều dài khác gene hoàn toàn giống tạo nên Kỹ thuật AFLP phức tạp RFLP phát đƣợc số lƣợng lớn đoạn cắt giống Bản đồ di truyền kết RFLP có tính DNA đa hình thời gian ngắn kỹ thuật hữu hiệu xác cao thƣờng sử dụng nghiên cứu định loại nguồn gốc mức độ nghiên cứu di truyền tiến hóa loài sinh vật Các thị AFLP đƣợc sử dụng để lập đồ di truyền lúa, khoai Qui trình thực RFLP bao gồm bƣớc: tây, lúa mạch, mía, Chỉ thị AFLP đƣợc sử dụng nghiên cứu - Tách chiết tinh DNA phân tích đa dạng nhiều loài nhƣ ngô (Zea mays L.), lạc (Arachis - Cắt mẫu DNA cần phân tích cặp RE hypogaea L.), sồi (Fagus sylvatica L.), - Điện di thực phản ứng lai Southern blot Hartings đtg (2008) sử dụng kỹ thuật AFLP để xác định khoảng cách di truyền 54 giống ngô địa Italy, cách sử dụng đặc - Xác định đa dạng di truyền đoạn cắt giới hạn, lập đồ di truyền đoạn cắt giới hạn [20] điểm hình thái đánh dấu phân tử Kết cho thấy, 54 giống ngô đƣợc chia Mặc dù có nhiều ƣu điểm, nhƣng thị RFLP có mặt hạn chế thành nhóm lớn phản ánh nguồn gốc địa lý việc làm theo mùa kinh phí cao, tốn thời gian công sức Kỹ thuật cần sử dụng lƣợng giống địa phân tích Phân tử phân tích phƣơng sai cho thấy có ý nghĩa (P DNA lớn (50 – 200 ng từ cá thể) [7], có đầu tƣ đáng kể trang thiết [...]... 2 nhúm chớnh, h s Thanh (2002), Nghiờn cu s a dng di truyn ca mt s dũng ngụ ng tng ng di truyn gia 2 nhúm l 65% (tc sai khỏc 35%) bng k thut RAPD markers , Tp chớ di truyn v ng dng, tr 16 22 2 KIấN NGHI 6 Trn Th Ngc Dip (2009), Nghiờn cu tớnh a dng di truyn ca mt s 2.1 S dng thờm nhiu mi RAPD anh gia quan hờ di truyờn cua cac ging ngụ (Zea mays L.), Lun vn thc s Sinh hc, Trng i hc S giụng ngụ trờn... ngun gc loi, nghiờn cu di truyn Trn Th Ngc Dip (2009), nghiờn cu s a dng di truyn phõn t ca 14 ging ngụ vi 10 mi ngu nhiờn s dng k thut RAPD kt qu thu c 674 bng rừ nột v ó phỏt hin c s sai khỏc v mt di truyn gia cỏc ging ngụ nghiờn cu [6] Trờn th gii, vic ỏp dng k thut RAPD nghiờn cu quan h di truyn cú phn a dng hn Amorime v tg (2003), ó s dng cỏc ch th phõn t RAPD v SSR v lp bn di truyn chn lc 13 ging... dng di truyn ca cỏc ging u xanh cú K thut RAPD c s dng khỏ ph bin trong phõn tớch v xỏc nh kh nng chu hn khỏc nhau Kt qu nhn c 79 phõn on DNA vi 18 mi quan h di truyn gia cỏc loi hay gia cỏc cỏ th nhm phc v cụng mi RAPD v 91 phõn on vi 10 mi SSR T ú thit lp biu hỡnh cõy tỏc lai to, chn ging hoc phõn loi thc vt xỏc nh quan h di truyn ca cỏc ging u xanh [22] Muthusamy v tg (2008), s dng k thut RAPD. .. ban u Phn ng RAPD cú th thc hin 40 - 45 chu k h gen ca 30 ging u xanh Trong 10 mi ngu nhiờn s dng thỡ c 10 1.2.2 S dng k thut RAPD nghiờn cu quan h di truyn thc vt mi biu hin tớnh a hỡnh Kt qu phõn tớch cho thy, 30 ging u xanh K thut RAPD hin nay ó v ang c ng dng rng rói trong nghiờn cu v xỏc nh quan h di truyn thc vt nh õu tng [16], lỳa nghiờn cu chia thnh 2 nhúm chớnh, h s tng ng di truyn gia... khi s dng 10 mi ngu nhiờn trong phn ng RAPD nhõn bn cỏc phõn on DNA t h gene ca 10 ging ngụ nghiờn cu ó xỏc nh 3.2.4 Mụi quan hờ di truyờn gia cac giụng ngụ da trờn phõn ti ch RAPD 1,00 Da trờn s xuõt hiờn hay khụng xuõ t hiờn cac phõn oan DNA cua cac giụng khi iờn di san phõm RAPD, chỳng tụi xỏc nh h s a dng di truyn Kt qu phõn tớch bng 3.18 cho thy, h s tng ng di truyn ca 10 ging ngụ nghiờn cu dao... nghiờn cu tớnh a dng di truyn ca 38 dũng lỳa Ch th RAPD cng c s dng kt hp vi cỏc ch th RFLP , SSR, xõy dng bn di truyn liờn kt cỏc loi nh: õu nanh, ngụ,lc Raina v tg (2001), ó s dng ch th RAPD - SSR phõn tớch s a dng h gen v xỏc nh mi quan h h hng gia cỏc ging lc trng v lc di [51] thm v 2 dũng i chng Nhúm tỏc gi ó tin hnh phn ng RAPD vi 5 Antonio v tg (2004), ó kt hp cỏc k thut RAPD, RFLP, AFLP v... in di 35 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn Thnh phn v chu trỡnh nhit phn ng RAPD c trỡnh by trong bng 2.4 v 2.5 Bng 2.4 Thnh phn phn ng RAPD 36 http://www.lrc-tnu.edu.vn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Da vo hỡnh nh in di sn phm RAPD, s xut hin cỏc bng in STT Thanh phn Th tich (àl) 1 Nc ct kh ion kh trựng 11,7 di c c lng kớch thc v thng kờ cỏc bng in di. .. on DNA c nhõn bn nhng giỏ tr PIC li thp hn (0,584) Kt qu in di kim tra phn ng RAPD trờn gel agarose 1,8% ca 10 mi c chỳng tụi phõn tớch chi tit thụng qua cỏc nh in di c trỡnh by di õy: (1: LVN 9, 2: LVN 10, 3: LVN 45, 4: LVN 61, 5: LVN 66, 6: LVN 092, 7: LVN 99, 8: LVN 145, 9: LVN 885, 10: C 919) T hi nh 3.2 cho thõy, kt qu din di sn phm RAPD ca 10 ging ngụ * Mi OPG06 nghiờn cu s dng mi OPG06 thu c... 8 v tng s phõn on Phng phỏp ny cũn c ng dng trong vic ỏnh giỏ b gen ca ging v kh nng phõn tớch mi quan h di truyn gia cỏc loi, nhúm cỏc cỏ th cựng mt loi [13] DNA c nhõn bn vi 16 mi c 30 ging u tng l 1388 [11] Paulo (2004), xỏc nh mi quan h di truyn ca 81 ging ngụ (Zea mays) phớa Nam Brazil nh ch th RAPD Trong nghiờn cu ny, tỏc gi s 21 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn 22 http://www.lrc-tnu.edu.vn... nghiờn cu dao ng t 0,55 - 0,86 Trong o , hai giụng LVN 45 ca cỏc ging ngụ mc phõn t H s a dang di truyờn cho bit mi tng quan v mt di truyn gia cỏc mu phõn tớch Hờ sụ di truyn cng gn v 0 thỡ mc tng ng di truyn gia cỏc mu cng thp v ngc li, cng tin v 1 thỡ mc tng ng di truyn cng cao S liu thu c t kt qu RAPD c a vo x lý bng phn mm NTSYSpc version 2.0 (Applied Biostatistics Inc., USA., v LVN 61 cú h