Phân tích đa hình di truyền tập đoàn dòng ngô nếp và khả năng ứng dụng trong tạo giống ngô nếp lai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THU HOÀI PHÂN TÍCH ðA HÌNH DI TRUYỀN TẬP ðOÀN DÒNG NGÔ NẾP VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG TẠO GIỐNG NGÔ NẾP LAI CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Bùi Mạnh Cường HÀ NỘI – 2011 LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Bùi Mạnh Cường, người ñã tận tình hướng dẫn tạo ñiều kiện giúp ñỡ suốt trình công tác thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban lãnh ñạo Viện nghiên cứu ngô tập thể cán Bộ môn Công nghệ sinh học - Viện nghiên cứu ngô ñã giúp ñỡ tạo ñiều kiện thuận lợi cho thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tới thầy cô giáo cán công tác Viện Công nghệ sinh học thực phẩm, Viện ñào tạo sau ñại học – Trường ðại học Bách khoa Hà Nội ñã dạy dỗ tạo ñiều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập trường Và cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia ñình bạn bè ñã nhiệt tình ñộng viên, giúp ñỡ trình học tập hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày tháng năm 2011 Học viên Nguyễn Thị Thu Hoài i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây công trình nghiên cứu bảo thầy hướng dẫn giúp ñỡ tập thể cán nghiên cứu Bộ môn Công nghệ sinh học - Viện nghiên cứu ngô Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa ñược công bố Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam ñoan Nguyễn Thị Thu Hoài ii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Lời cam ñoan ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii MỞ ðẦU 1 Mục tiêu nghiên cứu ñề tài 2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñể tài 3 ðối tượng phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Một số nét khái quát ngô 1.1.1 Phân loại thực vật ñặc ñiểm ngô 1.1.2 Nguồn gốc 1.1.3 ðặc tính nguồn gốc phát sinh ngô nếp 1.2 Vai trò ngô kinh tế 1.3 Tình hình nghiên cứu, sản xuất sử dụng ngô nếp 1.3.1 Tình hình nghiên cứu, sản xuất sử dụng ngô nếp giới 1.3.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất sử dụng ngô nếp Việt Nam 11 1.4 Sự ña dạng di truyền ngô 13 1.5 Các thị sử dụng nghiên cứu ña dạng di truyền………………… 14 1.5.1 Chỉ thị hình thái…………………………………………………… 15 1.5.2 Chỉ thị sinh hóa…………………………………………………… 15 1.5.3 Chỉ thị phân tử ADN……………………………………………… 16 iii 1.6 Tình hình nghiên cứu ña dạng di truyền ñối tượng ngô………… 21 1.6.1 Nghiên cứu ña dạng di truyền dựa vào thị hình thái kết hợp thị phân tử…………… 21 1.6.2 Nghiên cứu ña dạng di truyền dựa vào thị phân tử ADN……… 23 1.7 Dòng ưu lai………………………………………………… 27 1.7.1.Dòng thuần………………………………………………………… 27 1.7.2 Ưu lai…………………………………………………………… 28 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Vật liệu nghiên cứu……………………………………………………… 29 2.2 Phương pháp nghiên cứu………………………………………………… 31 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu ñồng ruộng………………………… 31 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu phòng thí nghiệm………………… 32 2.3 Các phương pháp phân tích xử lý số liệu…………………………… 35 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Kết ñánh giá ñặc ñiểm nông sinh học tập ñoàn dòng ngô nếp 36 3.1.1 Thời gian sinh trưởng, ñặc ñiểm hình thái dòng ngô nếp 36 3.1.2 Các yếu tố cấu thành suất suất dòng ngô nếp 45 3.2 Kết nghiên cứu ña hình di truyền tập ñoàn dòng ngô nếp mức phân tử 48 3.2.1 Kết tách chiết ADN tổng số 48 3.2.2 Kết ñánh giá ña hình di truyền dòng ngô nếp mức phân tử thị SSR 49 3.2.3 Kết phân tích mối quan hệ di truyền dòng ngô nếp thị SSR 54 3.3 Khả ứng dụng dòng tạo giống ngô nếp lai 59 3.4 Mối quan hệ khoảng cách di truyền (GD) với suất hạt (F1), ưu lai trung bình (Hmp) ưu lai chuẩn (Hs) 63 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC iv CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADN AFLP Axit Deoxyribonucleic Amplified Fragment Length Polymorphism (ða hình chiều dài ñoạn nhân bản) AMBIONET Asian Maize Biotechnology Network (Mạng lưới công nghệ sinh học ngô vùng châu Á) bp base pair CIMMYT Trung tâm cải tiến ngô lúa mỳ quốc tế cs Cộng CTAB Cetyl trimethylamonium bromide CV Coefficient of variation (Hệ số biến ñộng) ðB ðóng bắp ð/c ðối chứng ðK ðường kính GBSS Granule-bound starch synthase GD Genetic distance (Khoảng cách di truyền) GS Genetic similarity (ðộ tương ñồng di truyền) Hmp Ưu lai trung bình Hs Ưu lai chuẩn h.hạt hàng hạt h/hàng hạt/hàng LSD0.05 Least significant difference (Sự sai khác nhỏ có ý nghĩa mức 0,05) NST Nhiễm sắc thể NSTT Năng suất thực thu NTSYS Numerical Taxonomy System (Hệ thống phân loại) PCR Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi trùng hợp) PIC Polymorphic Information Content (Chỉ số thông tin ña hình mồi) RAPD Randomly Amplified Polymorphic DNA (ða hình ñoạn ADN ñược khuếch ñại ngẫu nhiên) RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism (ða hình chiều dài ñoạn cắt giới hạn) SNP Single Nucleotide Polymorphism (ða hình nucleotide ñơn) SSR Simple Sequence Repeats (Sự lặp lại trình tự ñơn giản) TB Trung bình TGST Thời gian sinh trưởng THL Tổ hợp lai Wx waxy v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: So sánh hệ thống thị phân tử ADN ñược sử dụng phổ biến nghiên cứu ña dạng di truyền ngũ cốc 16 Bảng 2.1: Danh sách 30 dòng ngô tham gia thí nghiệm 29 Bảng 2.2: Danh sách 22 mồi SSR tham gia nghiên cứu 30 Bảng 2.3: Thành phần phản ứng PCR 33 Bảng 2.4: Chu trình nhiệt phản ứng PCR 34 Bảng 3.1: Thời gian sinh trưởng, số màu cờ, râu 30 dòng ngô nếp 39-40 Bảng 3.2: Một số ñặc ñiểm hình thái 30 dòng ngô nếp 41-42 Bảng 3.3: Các yếu tố cấu thành suất suất 30 dòng ngô nếp 43-44 Bảng 3.4: ðánh giá ñộ tinh nồng ñộ ADN dòng ngô nếp 48 Bảng 3.5: Tỷ lệ khuyết số liệu (M%) tỷ lệ dị hợp tử (H%) dòng ngô 51 Bảng 3.6: Kết ñánh giá hệ số PIC, số băng ADN số alen xuất 52 Bảng 3.7: Mức ñộ tương ñồng di truyền (GS) 30 dòng ngô nếp Bảng 3.8: Khoảng cách di truyền trung bình dòng ñối với 29 dòng lại 55-56 58 Bảng 3.9: ðặc ñiểm hình thái, yếu tố cấu thành suất suất tổ hợp lai 60-61 Bảng 3.10: Khoảng cách di truyền cặp dòng, suất hạt F1, ưu lai trung bình (Hmp) ưu lai chuẩn (Hs) THL với thử N6 N22 64 Bảng 3.11: Hệ số tương quan (r) khoảng cách di truyền (GD) với suất hạt (F1), ưu lai trung bình (Hm) ưu lai chuẩn (Hs) vi 65 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Cấu trúc gen waxy ngô vị trí ñột biến gen waxy Hình 3.1: Hình thái số dòng ngô nếp 38 Hình 3.2: Biểu ñồ suất 30 dòng ngô nếp vụ Xuân vụ Thu 2010 46 Hình 3.3: Hình ảnh số dòng ngô nếp ưu tú 46 Hình 3.4 : Kết ñiện di kiểm tra sản phẩm ADN tổng số 49 Hình 3.5: ðiện di sản phẩm SSR-PCR với mồi phi108411 53 Hình 3.6: ðiện di sản phẩm SSR-PCR với mồi phi 374118 53 Hình 3.7: ðiện di sản phẩm SSR-PCR với mồi phi 032 53 Hình 3.8: Sơ ñồ mối quan hệ di truyền 30 dòng ngô nếp dựa vào thị phân tử SSR 56 Hình 3.9: Hình ảnh số tổ hợp lai triển vọng 62 Hình 3.10: ðồ thị tương quan khoảng cách di truyền (GD) với ưu lai chuẩn (Hs) (19 tổ hợp lai với thử N6 19 tổ hợp lai với thử N22) vii 65 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Thu Hoài MỞ ðẦU Ngô (Zea mays L.) ba ngũ cốc quan trọng giới (lúa mì, lúa nước, ngô), có tốc ñộ tăng trưởng cao suất sản lượng Với vai trò ñảm bảo an ninh lương thực cho người, thức ăn cho chăn nuôi, nguyên liệu cho công nghiệp, ñặc biệt nguyên liệu lý tưởng cho nhiên liệu sinh học, ngô mặt hàng nông sản xuất có giá trị, ngô ñã ñược hầu vùng lãnh thổ giới gieo trồng phát triển liên tục Tính ñến năm 2009, diện tích trồng ngô giới khoảng 159,5 triệu với suất trung bình 51,3 tạ/ha sản lượng ước ñạt 817,1 triệu [42] Ở Việt Nam, ngô ñứng vị trí thứ hai sau lúa màu quan trọng nhất, ñược trồng nhiều vùng sinh thái khác nhau, ña dạng mùa vụ gieo trồng hệ thống canh tác Năm 2009, diện tích trồng ngô ñạt 1086,8 nghìn ha, suất ñạt 40,3 tạ/ha, sản lượng 4,38 triệu [17] Những năm gần ñây, nhu cầu ngô thực phẩm (ngô nếp, ngô ñường) ñể ăn tươi, phục vụ công nghiệp chế biến ngày tăng Với ngô nếp, nhờ tinh bột có tính chất ñặc biệt, gần 100% amylopectin, giàu lyzin tryptophan nên trở thành nguồn thực phẩm tươi sạch, có giá trị dinh dưỡng cao Ở nước ta, diện tích ngô nếp chiếm khoảng 10% tổng số triệu trồng ngô nước, chủ yếu giống ñịa phương giống thụ phấn tự do, có chất lượng ngon suất thấp Gần ñây, vài giống lai ñơn công ty nước ñã ñược trồng Việt Nam giá giống cao (khoảng 10-15 USD/kg), có số ưu ñiểm so với giống ñịa phương giống thụ phấn tự (có ñộ ñồng ñều, suất cao, chất lượng tốt) mang lại hiệu kinh tế nên người tiêu dùng chấp nhận Chính vậy, ñể giảm bớt giá thành ñáp ứng nhu cầu sản xuất, ñặt cho nhà tạo giống ngô Việt Nam phải nghiên cứu, nhanh chóng tạo giống ngô nếp lai có ñộ ñồng ñều cao, suất cao, chất lượng tốt thích nghi với vùng sinh thái Nhưng ñể tạo ñược giống ngô nếp lai với ưu ñiểm nhà chọn tạo giống ngô phải tiến hành nghiên cứu qua nhiều giai ñoạn: tạo dòng Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Thu Hoài thuần, ñánh giá dòng, thử nghiệm tổ hợp lai… Trong ñó, giai ñoạn ñánh giá dòng tìm hiểu mối tương quan di truyền dòng bước ñầu tiên quan trọng cho chương trình tạo giống ngô lai Những thông tin ña dạng di truyền mối quan hệ nguồn nguyên liệu di truyền cần thiết cho chương trình chọn tạo giống trồng nói chung [49] Ở ngô, nguồn thông tin di truyền mức hình thái (kiểu hình) mức phân tử (kiểu gen) nguồn vật liệu hữu ích ñể ñánh giá nguồn gen phục vụ cho công tác chọn lọc, bảo tồn ñặc biệt khả ứng dụng chương trình chọn tạo giống [29] Từ thông tin ña dạng di truyền dòng giúp nhà chọn tạo giống phân nhóm ưu lai, thiết kế sơ ñồ lai tạo nhanh chóng xác ñịnh tổ hợp lai triển vọng Cho ñến nay, việc nghiên cứu ñánh giá ña dạng di truyền tập ñoàn nguyên liệu khả ứng dụng cho công tác chọn tạo giống ngô tập chung chủ yếu ngô tẻ, ñối với ngô nếp hạn chế ðiều tập ñoàn nguyên liệu ngô nếp nghèo, công tác chọn tạo giống nếp lai có suất cao chất lượng tốt chưa ñược quan tâm ñúng mức Xuất phát từ lý trên, tiến hành nghiên cứu ñề tài: “Phân tích ña hình di truyền tập ñoàn dòng ngô nếp khả ứng dụng tạo giống ngô nếp lai” Mục tiêu nghiên cứu ñề tài ðánh giá ñặc ñiểm nông sinh học ña hình di truyền mức phân tử tập ñoàn dòng ngô nếp Phân nhóm ưu lai, thiết kế sơ ñồ lai tạo Tìm hiểu mối quan hệ khoảng cách di truyền với suất hạt lai F1, ưu lai trung bình (Hmp), ưu lai chuẩn (Hs) Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Thu Hoài 30 Bhattramakki D., Dolan M., Hanafey M., Wineland R., Vaske D., Register J.C., Tingey S.V., Rafalski A (2002), “Insertion-deletion polymorphisms in 3´ regions of maize genes occur frequently and can be used as highly informative genetic markers’, Plant Molecular Biology, 48, pp 539-547 31 Buter B., Jumpatong C., Berger K., Saisingtong S., Schmid J E., Thiraporn R and Stamp P (1994), “Application of the anther culture technique in a corn breeding project in Thailand”, Astracts 7th Intl Congr of plant tissue and cell culture, Firenze, June 12-17, pp 85 32 Carvalho V.P., Ruas C.F., Ferreira J.M., Moreira R.M.P and Ruas P.M (2004), “Genetic diversity among maize (Zea mays L.) landraces assessed by RAPD markers”,Genetics and Molecular Biology, 27(2), pp 228-236 33 Chen F., Zhu S.W., Xiang Y., Jiang H.Y and Cheng B.J (2010), “Molecular marker-assisted selection of the ae alleles in maize”, Genet Mol Res., 9(2), pp 1074-1084 34 CIMMYT (1985), Managing trial and reporting data for CIMMYT’s international maize testing program, CIMMYT, El Batan, Mexico 35 Collins GN (1909), “A new type of Indian corn from China”, Bureau of Plant Industry (Bulletin), 161, pp 1–30 36 Collins GN (1920), “Waxy maize from upper Burma”, Science, 52, pp 48–51 37 Dado R.G (1999), “Nutritional benefits of speciality corn grain hybrids in dairy diets”, J Anim Sci, 77, pp 197-207 38 Demerec M (1924), “A case of pollen dimorphism in maize”, American Journal of Botany, 11, pp 461-464 39 Duran C., Appleby N., Edwards D and Batley J (2009), “Molecular genetic markers: Discovery, applications, data storage and visualisation”, Current bioinformatics, 4(1), pp 16-27 40 Eggum B.O., Dumanovic J., Misevic D and Denic M (1985), “Nutritive quality and energy yield of high oil, opaque-2 and waxy maize hybrids compared to normal maize hybrids”, Qual Plant Plant Foods Hum Nutr, 35, pp 165-174 72 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Thu Hoài 41 Fan L., Quan L., Leng X., Guo X., Hu W., Ruan S., Ma H., Zeng M., (2008), “Molecular evidence for post-domestication selection in the Waxy gene of Chinese waxy maize”, Mol Breeding, 22, pp 329–338 42 FAOSTAT Databases (2010) (http://faostat.fao.org) 43 Fedoroff N., Wessler S., Shure M (1983), “Isolation of the transposable maize controlling elements Ac and Ds”, Cell (Cambridge), 35, pp 235-242 44 Feng Z.L., Liu J., Fu F.L and Li W.C (2008), “Molecular Mechanism of Sweet and Waxy in Maize”, Int.J.Plant Breed Genet., 2(2), pp 93-100 45 Galinat W.C (1995), “The orgin of maize: grain of humanity”, Economic Botany, 49(1), pp 3-12 46 Gauthier P., Gouesnard B., Dallard J., Redaelli R., Rebourg C., Charcoset A and Buyat A (2002), “RFLP diversity and relationships among traditional European maize population”, Theor Appl Genet., 105, pp 91-99 47 Genovesi A.D and Yingling R.A (1990), “Isolated microspore culture of Zea mays L.” Abstr 7th Int Congr Plant tissue and cell culture IAPTC, Amsterdam, A7-19, pp 196 48 Gupta P.K., Roy J.K and Prasad M (2001), “Single nucleotide polymorphisms: A new paradigm for molecular marker technology and DNA polymorphism detection with emphasis on their use in plants”, Current science, 80(4), pp 524-535 49 Hallauer A.R., Russel W.A., Lamkey K.R (1988), Corn breeding: Corn and corn improvement, American Society of Agronomy, USA, pp 463-564 50 Huang B.Q., Tian M.L., Zhang J.J., Huang Y.B., (2010), “waxy Locus and Its Mutant Types in Maize Zea mays L.”, Agricultural Sciences in China, 9(1), pp 1-10 51 Ignjatovic-Micic D., Drinic S.M, Nikolic A., Lazic-Jancic V (2007), “Comparison of AFLP and SSR markers for genetic diversity studies in maize populations”, Maydica 52, pp 399-406 52 Ignjatovic-Micic D., Stankovic G., Markovic K., Lazic-Jancic V and Denic M (2008), “ Quality protein maize – QPM”, Genetika, 40(3), pp 205-214 73 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Thu Hoài 53 James M.G., Robertson D.S., and Myers A.M (1995), “Characterization of the Maize Gene sugary l, a Determinant of Starch Composition in Kernels”, The Plant Cell, 7, pp 417-429 54 Jugenheimer RW (1976), Corn: improvement, seed production and uses John Wiley & Sons, Inc., NewYork 55 Karanja J., Amuguge N.O., Ininda J., Kimatu J N and Danson J W (2009), “Microsatellite analysis of the correlation between molecular and morphological traits in assorted maize inbred lines”, African Crop Science Journal, 17(3), pp 133 – 144 56 Kipling W.W and Daniel R (2004), “Myth of the molecule: DNA barcodes for species cannot replace morphology for identification and classification”, Cladistics, 20, pp 47-55 57 Klosgen R.B., Gierl A., Schwarz-Sommer Z And Saedler H (1986), “Molecular analysis of the waxy locus of Zea mays”, Mol Gen Genet, 203, pp 237-244 58 Korun V (2003), “Molecular marker and their applications in cereals breeding”, Paper presented at an international workshop on “Marker assisted selection: A fast track to increase genetic gain in plant and animal breeding?” in Turin, Italy, 17-18 October 2003 (http://www.fao.org/biotech/Torino.htm) 59 Kuleshov NN (1954), “Some peculiarities in the maize of Asia”, Ann Mo Bot Gard., 41, pp 271–299 60 Leal A.A., Mangolin C.A., Amaral Júnior A.T, Gonçalves L.S.A., Scapim C.A., Mott A.S., Eloi I.B.O., Cordovés V and Silva M.F.P (2010), “Efficiency of RAPD versus SSR markers for determining genetic diversity among popcorn lines”, Genetics and Molecular Research, (1), pp 9-18 61 Legesse B.W., Myburg A.A., Pixley K., Twumasi-Afriyie S and Botha A.M (2007), “Genetic diversity of maize inbred lines revealed by AFLP markers”, African Crop Science Conference Proceedings, 8, pp 649-653 62 Li Y., Shi Y.S., Song Y.C., Du J.Y., Tuberosa R., Wang T.Y (2004), “Analysis of genetic diversity in maize inbred lines base on AFLP markers”, Mydica 49, pp 89-95 74 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Thu Hoài 63 Liu H., Zhao Y., Tian M.L., Huang Y.B., Zhang J., (2008), “Analysis of mutation types for waxy gene of waxy maize landraces from South-Western China” Maize for Asia: Emerging Trends and Technologies Processding of Tenth Asian Regional Maize Wokshop, Makassar, Indonesia 64 Liu J., Rong T , Li W (2007), “Mutation loci and intragenic selection marker of the granule-bound starch synthase gene in waxy maize”, Mol Breeding, 20, pp 93–102 65 Liu Z.Z., Guo R H., Zhao J.R., Cai Y.L., Wang F.G., Cao MJ., Wang R.H., Shi Y.S., Song Y.C., Wang T.Y., Li Y (2009), “Population structure and genetic diversity of maize landraces from the Southwest maize region of Chine”, Maydica 54, pp 63-76 66 Nagy E., Timár I., Hegyi Z., Spitkó T., Marton L.C (2009), “SSR markers as tools in maize breeding for high starch content”, Maydica 54, pp 253-257 67 Okagaki R.J, Neuffert M.G and Wessler S.R (1991), “Adeletion common to two independently derived waxy mutations of maize”, Genetics, 128, pp 425431 68 Pabendona M.B, Mejayaa M.J., Koswarab J., and Aswidinnoorb H (2009), “SSR-based genetic diversities among maize inbred lines and their relationships with F1 phenotypic data of Mr4 and Mr14 testcrosses”, Indonesian Journal of Agriculture, 2(1), pp 41-48 69 Pejic I., Ajimone M.P., Morgante M., Kozumplick V., Castiglioni P., Taramino G., Motto M (1998), “Comparative analysis of genetic similarity among maize inbred lines detected by RFLPs, RAPDs, SSRs, and AFLPs”, Theor Appl Genet., 97, pp 1248-1255 70 Penner G.A., Bush A., Wise R., Kim W., Domier L., Kasha K., Laroche A., Scoles G., Molnar S.J and Fedak G (1993), “Reproducibility of random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis among laboratories”, Genome Res 2, pp 341-345 71 Pereira A., Schwarz-Sommer Z (1985), “Genetic and molecular analysis of the Enhancer transposable element system of Zea mays” EMBO Journal, 4, pp 17-23 75 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Thu Hoài 72 Pereira A., Cuypers H., Schwarz-Sommer Z (1986), “Molecular analysis of the En/Spm transposable element system of Zea mays”, EMBO J., 5, pp 835841 73 Peter Thompson (2005), “Specialty Corns: Waxy, High-Amylose, High-Oil, and High-Lysine Corn”, (http://ohioline.osu.edu/agf-fact/0112.html) 74 Ranatunga M.A.B., Meenakshisundaram P., Arumugachamy S., Maheswaran M., “Genetic diversity analysis of maize (Zea mays L.) inbreds determined with morphometric traits and simple sequence repeat markers”, Maydica 54, pp 113-123 75 Rao M.N and Soneji J.R.(2008), “Molecular Genetic Markers: What? Why? Which one for Exploring Genetic Diversity?”, Perspectives – The Science advisory board (http://www.scienceboard.net/community/perspectives.asp) 76 Rosa J.G, Forsyth D.M., Glover D.V and Cline T.R (1977), “Normal, Opaque-2, Waxy, Waxy Opaque-2, Sugary-2 and Sugary-2 Opaque-2 Corn (Zea Mays L.) Endosperm Types for Rats and Pigs Studies on Protein Quality”, Journal of animal science, 44, pp 1011-1020 77 Russell J R., Fuller J D., Macaulay M., Hatz B G., Jahoor A., Poewell W., Waugh R (1997), “Direct comparision of levels of genetic variation among barley accession detected by RFLPs, AFLPs, SSRs, and RAPDs”, Theor Appl Genet 95, pp 714-722 78 Sa K.J., Park J.Y., Park K.J and Lee J.K (2010), “Analysis of genetic diversity and relationships among waxy maize inbred lines in Korea using SSR markers”, Genes and genomics, 32(4), pp 375-384 79 Saghai-Maroof M.A., Biyashev R.M., Yang G.P., Zhang Q and Allard R.W (1994), “Extraordinarily polymorphic microsatellite DNA in barley: species diversity, chromosomal location and population dynamics”, Proc Natl Acad Sci USA 91, pp 5466-5470 80 Shah Z., Munir I., Ali S., Iqbal A., Mumtaz S., Nwaz R and Swati Z.A (2009), “Genetic diversity of Pakistani maize genotypes using chromosome specific simple sequence repeat (SSR) primer sets”, African Journal of Biotechnology, 8(3), pp 375-379 76 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Thu Hoài 81 Shure M., Wessler S., and Fedoroff N (1983), “Molecular Identification and Isolation of the Waxy Locus in Maize”, Cell, 35, pp 225 -233 82 Sibov S T., Souza Jr C L., Garcia A A F., Silva A R., Garcia A F., Mangolin C A., Benchimol L L and Souza A P (2003), “ Molecular mapping in tropical maize (Zea mays L.) using microsatellite markers Quantitative trait loci (QTL) for grain yield and related traits”, Hereditas 139, pp 107–115 83 Smith J.S.C., Chin E.C.L., Shu H., Smith O.S., Wall S.J and Senior M.L (1997), “An evaluation of the utility of SSR loci as molecular markers in maize (Zea mays L.) - Comparisons with data from RFLPs and pedigree” Theor Appl Genet 95, pp 163-173 84 Souza S.G.H, Pipolo V.C., Ruas.C.F, Carvalho V.P., Ruas P.M and Gerage A.C (2008), “Comparative Analysis of Genetic Diversity Among the Maize Inbred Lines (Zea mays L.) Obtained by RAPD and SSR Markers”, Brazilian archives of biology and technology, 51(1), pp 183-192 85 Sprague G.F., Brimhall B and Hixon R.M (1943), “Some effects of the waxy gene in corn on properties of the endosperm starch”, J Am Soc Agron., 35, pp 817-822 86 Struss D and Plieske J (1998), “The use of microsatellite markers for detection of genetic diversity in barley populations”, Theor Appl Genet., 97, pp 308-315 87 Tian M.L, Tan G.X., Liu Y.J., Rong T.Z., Huang Y.B., (2009), “Origin and evolution of Chinese waxy maize: evidence from the Globulin-1 gene” Genet Resour Crop Evol 56, pp 247–255 88 Tsai C.Y (1974), “The Function of the Waxy Locus in Starch Synthesis in Maize Endosperm”, Biochemical Genetics, 11(2), pp 83-96 89 Varagona M.J., Purugganan M., Wessler S.R., (1992), “Alternative splicing induced by insertion of retrotransposons into the maize waxy gene”, The Plant Cell, 4, pp 811-820 77 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Thu Hoài 90 Vos P., Hogers R., Bleeker M., Reijans M., Lee T., Hornes M., Frijters A., Pot J., Peleman J and Kuiper M (1995), “AFLP: a new technique for DNA fingerprinting”, Nucleic Acids Res., 23(21), pp 4407–4414 91 Weatherwax P (1922), “A rare carbohydrate in waxy maize” Genetics, 7, pp 568-572 92 Welsh J and McClelland M (1990), “Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers”, Nucleic Acids Research, 18(24), pp 7213-7218 93 Wessler S.R., Varagona M.J (1985), “Molecular basis of mutations at the waxy locus of maize: correlation with the fine structure genetic map”, Proc Natl Acad Sci USA, 82(12), pp 4177-4181 94 Whitt S.R., Wilson L.M., Tenaillon M.I., Gaut B.S., and Buckler E.S (2002), “Genetic diversity and selection in the maize starch pathway” Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 99(20), pp 12959-12962 95 William J.G.K., Kubelic A.R., Livak K.J., Rafalski J.A., Tingey S.V (1990), “DNA polymorphism amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers”, Nucleic Acids Res., 18, pp 6531-6535 96 Xiang K., Yang K.C., Pan G.T., Reid L.M., Li W.T., Zhu X., Zhang Z.M (2010), “Genetic diversity and classification of maize landraces from China’s Sichuan basin based on agromomic traits, quality traits, combining ability and SSR markers”, Maydica 55, pp 85-93 97 Yuan L.X., Fu J.H., Warburton M., Li X.H., Zhang S.H., Khairallah M, Liu Xin-Zhi, Peng Ze-bin, Li Lian-Cheng (2000), “Comparison of genetic diversity among maize inbred lines based on RFLPs, SSRs, AFLPs, RAPDs”, Acta Genetica Sinica, 27(8), pp 725-733 98 Zhao Y., Liu H.M., Gu Y (2008), “Analysis of characteristic of codon usage in waxy gene of Zea mays”, Journal of Maize Sciences, 16, pp 16-21 78 Phụ lục 1: Thiết bị, hóa chất dùng thí nghiệm Thiết bị: • Máy khuấy từ gia nhiệt • Máy ly tâm • Máy ño pH • Máy ño quang phổ • Máy PCR PTC-100TM • Hệ thống ñiện di ñứng (Bio-rad) • Máy lắc ngang • Hệ thống soi chụp gel Hóa chất: • ðệm tách chiết DNA tổng số (ñệm CTAB) CTAB 1% Tris-HCl 0,1M EDTA 0,5M, pH8.0 NaCl 5M β-mercapthoethanol 14M • TBE 5x (Tris-borat buffer) : Tris base Boric acid EDTA0,5M, pH=8 • TE buffer pH = 8,0 Tris - HCl 1M, pH =8,0 EDTA 0,5M, pH 8,0 • Chloroform: Isoamylalcohol (24:1) (v/v) • Ethanol 70% (v/v) • Isopropanol • Rnase 10mg/ml • Sodium acetate 3M • Agarose 1% • Ethidium bromide 0,5 µg/ml • Molecular weight marker (phi X174/Hinf I) • Taq DNA polymerase • PCR buffer 10x • MgCl2 25mM • dNTPs • SSR primers • Loading dye- Fermentas • Mineral oil • Bind Silane • SigmaCote • Urea • Acrylamide • Bis-acrylamide • TEMED • APS (ammonium persulfate) • Silver Nitrate • Formaldehyde 37% • Sodium carbonate • Sodium thiosulfate Phụ lục 2: Khoảng cách di truyền (GD) 30 dòng ngô nếp N1 0,00 N2 N1 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 N16 N17 N2 0,36 0,00 N3 0,43 0,42 N4 0,52 0,63 0,42 N5 0,57 0,68 0,69 0,50 0,00 N6 0,52 0,55 0,56 0,55 0,20 N7 0,48 0,47 0,61 0,64 0,56 0,56 0,00 N8 0,67 0,56 0,58 0,61 0,66 0,59 0,48 0,00 N9 0,52 0,60 0,55 0,61 0,56 0,53 0,53 0,46 N10 0,52 0,56 0,57 0,60 0,61 0,58 0,61 0,52 0,55 0,00 N11 0,46 0,41 0,47 0,58 0,62 0,49 0,51 0,46 0,48 0,46 N12 0,64 0,54 0,63 0,66 0,67 0,66 0,51 0,47 0,61 0,63 0,54 0,00 N13 0,67 0,65 0,66 0,75 0,69 0,67 0,62 0,61 0,69 0,74 0,55 0,53 N14 0,61 0,59 0,56 0,68 0,69 0,58 0,64 0,68 0,76 0,67 0,57 0,70 0,52 0,00 N15 0,35 0,45 0,56 0,59 0,55 0,50 0,56 0,68 0,57 0,69 0,54 0,63 0,62 0,60 0,00 N16 0,53 0,60 0,57 0,60 0,56 0,50 0,57 0,60 0,55 0,63 0,50 0,67 0,61 0,66 0,47 0,00 N17 0,53 0,56 0,57 0,64 0,69 0,60 0,49 0,61 0,63 0,65 0,51 0,60 0,58 0,47 0,50 0,44 0,00 N18 0,68 0,71 0,71 0,77 0,75 0,63 0,65 0,68 0,72 0,64 0,60 0,73 0,65 0,55 0,72 0,74 0,58 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24 N25 N26 N27 N28 N29 N30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 N19 0,48 0,52 0,65 0,71 0,65 0,52 0,53 0,69 0,70 0,68 0,55 0,67 0,66 0,56 0,52 0,65 0,44 0,46 0,00 N20 0,61 0,55 0,60 0,63 0,64 0,59 0,64 0,61 0,70 0,60 0,68 0,58 0,68 0,50 0,50 0,68 0,56 0,57 0,60 0,00 N21 0,76 0,81 0,76 0,68 0,69 0,64 0,73 0,66 0,74 0,53 0,63 0,80 0,76 0,56 0,76 0,68 0,58 0,51 0,62 0,61 N22 0,76 0,70 0,71 0,67 0,75 0,70 0,81 0,76 0,90 0,64 0,68 0,81 0,75 0,64 0,78 0,68 0,68 0,74 0,74 0,67 0,53 0,00 N23 0,67 0,65 0,66 0,72 0,73 0,65 0,58 0,63 0,78 0,54 0,49 0,61 0,63 0,53 0,76 0,69 0,50 0,51 0,46 0,65 0,47 0,57 0,00 N24 0,62 0,61 0,71 0,80 0,72 0,67 0,62 0,68 0,68 0,64 0,45 0,60 0,58 0,60 0,72 0,71 0,62 0,55 0,50 0,71 0,66 0,77 0,38 0,00 N25 0,57 0,63 0,57 0,63 0,64 0,60 0,74 0,75 0,64 0,57 0,55 0,69 0,71 0,64 0,60 0,68 0,64 0,58 0,49 0,51 0,54 0,67 0,46 0,50 0,00 N26 0,55 0,61 0,62 0,68 0,62 0,57 0,58 0,70 0,52 0,54 0,56 0,77 0,76 0,58 0,58 0,58 0,54 0,59 0,46 0,68 0,47 0,72 0,60 0,59 0,50 0,00 N27 0,69 0,62 0,63 0,65 0,69 0,62 0,63 0,63 0,67 0,55 0,61 0,71 0,63 0,62 0,73 0,69 0,69 0,60 0,63 0,65 0,60 0,74 0,60 0,63 0,62 0,56 0,00 N28 0,80 0,69 0,73 0,79 0,74 0,69 0,70 0,68 0,61 0,73 0,61 0,68 0,53 0,58 0,77 0,76 0,73 0,63 0,67 0,73 0,74 0,89 0,71 0,56 0,72 0,68 0,54 0,00 N29 0,65 0,60 0,68 0,76 0,70 0,67 0,61 0,71 0,62 0,64 0,62 0,72 0,65 0,74 0,70 0,71 0,68 0,71 0,61 0,82 0,80 0,82 0,71 0,61 0,73 0,62 0,51 0,63 0,00 N30 0,65 0,61 0,62 0,61 0,68 0,68 0,62 0,62 0,66 0,65 0,56 0,70 0,66 0,64 0,72 0,71 0,62 0,65 0,62 0,71 0,67 0,64 0,63 0,62 0,64 0,66 0,72 0,73 0,63 0,00 0,00 Phụ lục Năng suất tổ hợp lai qua lần nhắc (cây thử N6 N22) TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 THL N2 x N6 N3 x N6 N4 x N6 N5 x N6 N7 x N6 N8 x N6 N9 x N6 N13 x N6 N15 x N6 N16 x N6 N17 x N6 N19 x N6 N20 x N6 N21 x N6 N24x N6 N26 x N6 N27 x N6 N28 x N6 N29 x N6 N2 x N22 N3 x N22 N4 x N22 N5 x N22 N7 x N22 N8 x N22 N9 x N22 N13 x N22 N15 x N22 N16 x N22 N17 x N22 N19 x N22 N20 x N22 N21 x N22 N24x N22 N26 x N22 N27 x N22 N28 x N22 N29 x N22 Waxy44 (ñ/c) LN1 36.59 42.49 31.24 29.50 33.79 27.16 40.69 46.60 47.20 41.02 37.02 40.49 37.55 39.95 48.31 35.33 48.73 45.92 41.75 43.91 53.82 40.71 47.16 46.49 39.57 43.85 45.34 49.69 51.87 44.06 48.66 26.86 33.50 48.91 40.33 41.88 49.90 56.27 47.64 LN2 34.11 43.09 32.91 28.09 36.39 33.03 46.71 47.04 42.69 42.51 37.80 40.29 38.97 39.33 49.85 35.04 44.18 41.21 42.65 40.98 52.70 36.74 43.17 47.89 46.75 47.52 48.49 44.46 51.41 45.92 52.11 29.98 32.70 52.20 46.22 41.39 48.25 60.02 49.69 LN3 37.63 41.60 31.98 29.53 37.02 31.20 46.47 44.45 42.35 43.25 39.09 37.86 36.52 38.92 48.23 33.17 45.75 40.44 40.17 46.90 58.22 33.93 44.57 47.65 36.25 45.47 46.28 49.86 48.86 51.54 45.75 38.00 35.52 44.36 40.62 42.19 52.90 54.68 48.90 TB 36.11 42.39 32.04 29.04 35.74 30.46 44.63 46.03 44.08 42.26 37.97 39.54 37.68 39.40 48.79 34.51 46.22 42.52 41.52 43.93 54.91 37.13 44.97 47.34 40.86 45.61 46.70 48.00 50.71 47.17 48.84 31.61 33.90 48.49 42.39 41.82 50.35 56.99 48.75 Phụ lục Data file: HOAI Title: khaosatTHL Function: ANOVA-2 Data case to 117 Two-way Analysis of Variance over variable (lannhac) with values from to and over variable (giong) with values from to 39 Variable 3: nangsuat ANALYSIS OF VARIANCE TABLE Degrees of Sum of Source Freedom Squares Mean Square F-value Prob lannhac 7.06 3.529 0.56 0.5748 giong 38 4995.42 131.458 20.78 0.0000 Error 76 480.80 6.326 Non-additivity 0.05 0.047 0.01 Residual 75 480.75 6.410 Total 116 5483.28 Grand Mean= 42.601 Grand Sum= 4984.310 Total Count= 117 Coefficient of Variation= 5.90% Means for variable (nangsuat) for each level of variable (lannhac): Var Var Value Mean 42.353 42.935 42.515 Means for variable (nangsuat) for each level of variable (giong): Var Var Var Var Var Var Value Mean Value Mean Value Mean - - 36.110 14 39.400 27 46.703 42.393 15 48.797 28 48.003 32.043 16 34.513 29 50.713 29.040 17 46.220 30 47.173 35.733 18 42.523 31 48.840 30.463 19 41.523 32 31.613 44.623 20 43.930 33 33.907 46.030 21 54.913 34 48.490 44.080 22 37.127 35 42.390 10 42.260 23 44.967 36 41.820 11 37.970 24 47.343 37 50.350 12 39.547 25 40.857 38 56.990 13 37.680 26 45.613 39 48.743 lsd at 0.05 alpha level = 4.090 Data File : HOAI Title : khaosatTHL Case Range : 119 - 157 Variable : nangsuat Function : RANGE Error Mean Square = 6.326 Error Degrees of Freedom = 76 No of observations to calculate a mean = Least Significant Difference Test LSD value = 4.090 at alpha = 0.050 Original Order Mean = 36.11 MNO Mean = 42.39 FGHI Mean = 32.04 OPQ Mean = 29.04 Q Mean = 35.73 MNO Mean = 30.46 PQ Mean = 44.62 DEFGH Mean = 46.03 CDEF Mean = 44.08 EFGH Mean 10 = 42.26 FGHI Mean 11 = 37.97 JKLMN Mean 12 = 39.55 IJKLM Mean 13 = 37.68 KLMN Mean 14 = 39.40 IJKLM Mean 15 = 48.80 BC Mean 16 = 34.51 NOP Mean 17 = 46.22 CDEF Mean 18 = 42.52 FGHI Mean 19 = 41.52 GHIJK Mean 20 = 43.93 EFGH Mean 21 = 54.91 A Mean 22 = 37.13 LMN Mean 23 = 44.97 CDEFG Mean 24 = 47.34 BCDE Mean 25 = 40.86 HIJKL Mean 26 = 45.61 CDEFG Mean 27 = 46.70 BCDE Mean 28 = 48.00 BCDE Mean 29 = 50.71 B Mean 30 = 47.17 BCDE Mean 31 = 48.84 BC Mean 32 = 31.61 PQ Mean 33 = 33.91 NOP Mean 34 = 48.49 BCD Mean 35 = 42.39 FGHI Mean 36 = 41.82 GHIJ Mean 37 = 50.35 B Mean 38 = 56.99 A Mean 39 = 48.74 BC Ranked Order Mean 38 = 56.99 Mean 21 = 54.91 Mean 29 = 50.71 Mean 37 = 50.35 Mean 31 = 48.84 Mean 15 = 48.80 Mean 39 = 48.74 Mean 34 = 48.49 Mean 28 = 48.00 Mean 24 = 47.34 Mean 30 = 47.17 Mean 27 = 46.70 Mean 17 = 46.22 Mean = 46.03 Mean 26 = 45.61 Mean 23 = 44.97 Mean = 44.62 Mean = 44.08 Mean 20 = 43.93 Mean 18 = 42.52 Mean = 42.39 Mean 35 = 42.39 Mean 10 = 42.26 Mean 36 = 41.82 Mean 19 = 41.52 Mean 25 = 40.86 Mean 12 = 39.55 Mean 14 = 39.40 Mean 11 = 37.97 Mean 13 = 37.68 Mean 22 = 37.13 Mean = 36.11 Mean = 35.73 Mean 16 = 34.51 Mean 33 = 33.91 Mean = 32.04 Mean 32 = 31.61 Mean = 30.46 Mean = 29.04 A A B B BC BC BC BCD BCDE BCDE BCDE BCDE CDEF CDEF CDEFG CDEFG DEFGH EFGH EFGH FGHI FGHI FGHI FGHI GHIJ GHIJK HIJKL IJKLM IJKLM JKLMN KLMN LMN MNO MNO NOP NOP OPQ PQ PQ Q Phụ lục ðồ thị tương quan khoảng cách di truyền với suất ưu lai trung bình bình (tạ/ha) Năng suất trung 19THL với thử N6 y = 27.474x + 23.979 R2 = 0.2778 NSTB (tạ/ha) 60 50 40 30 20 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 Linear (NSTB (tạ/ha)) Khoảng cách di truyền (GD) Năng suất trung bình (tạ/ha) 19THL với thử N22 y = 42.261x + 14.095 R2 = 0.3025 60 50 40 30 20 NSTB (tạ/ha) 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Linear (NSTB (tạ/ha)) Khoảng cách di truyền (GD) Ưu lai trung bình (tạ/ha) 19THL với thử N6 y = 28.373x + 2.7429 R2 = 0.2706 40 30 20 10 Hmp Linear (Hmp) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 Khoảng cách di truyền (GD) Hmp (tạ/ha) 19THL với thử N22 y = 48.598x - 14.1 R2 = 0.3473 40 30 20 10 Hmp Linear (Hmp) 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 GD Phụ lục Một số ảnh ñiện di sản phẩm SSR-PCR ... giá ña hình di truyền dòng ngô nếp mức phân tử thị SSR 49 3.2.3 Kết phân tích mối quan hệ di truyền dòng ngô nếp thị SSR 54 3.3 Khả ứng dụng dòng tạo giống ngô nếp lai ... giá truyền thống, phân tích ña hình di truyền tập ñoàn dòng ngô nếp dựa vào thị phân tử SSR cho kết ñánh giá xác thông tin phả hệ tập ñoàn dòng nghiên cứu khả ứng dụng công tác chọn tạo giống ngô. .. dạng di truyền tập ñoàn nguyên liệu khả ứng dụng cho công tác chọn tạo giống ngô tập chung chủ yếu ngô tẻ, ñối với ngô nếp hạn chế ðiều tập ñoàn nguyên liệu ngô nếp nghèo, công tác chọn tạo giống