Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá của tập đoàn giống lúa nếp địa phương

Lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên thế giới (lúa mì, lúa, ngô). Ngoài được sử dụng làm lương thực thì sản phẩm phụ của lúa gạo còn có vai trò quan trọng trong ngành chế biến cũng như cho ngành chăn nuôi. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên rất thích hợp cho cây lúa phát triển. Từ lâu, cây lúa đã trở thành cây lương thực chủ yếu và có ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Để từ một nước nông nghiệp lạc hậu trở thành nước xuất khẩu gạo thứ hai thế giới thì ngoài những điều kiện tự nhiên thuận lợi cùng kinh nghiệm sản xuất lúa nước từ lâu đời của người dân cần phải kể đến sự phát triển vượt bậc về khoa học nông nghiệp trong đó, công tác giống và bảo vệ thực vật chiếm một vị trí hết sức quan trọng. Hiện nay, ngoài việc chú trọng nâng cao năng suất và sản lượng lúa tẻ thì lúa nếp cũng được xem là chiến lược của nhiều vùng sản xuất lúa do nhu cầu lúa nếp chất lượng càng cao. Tuy nhiên, một trong những nguyên nhân cơ bản làm giảm năng suất và sản lượng lúa hàng năm là sâu bệnh.

1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Lúa ba lương thực chủ yếu giới (lúa mì, lúa, ngô) Ngoài sử dụng làm lương thực sản phẩm phụ lúa gạo có vai trò quan trọng ngành chế biến cho ngành chăn nuôi Việt Nam nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên thích hợp cho lúa phát triển Từ lâu, lúa trở thành lương thực chủ yếu có ý nghĩa quan trọng kinh tế quốc dân Để từ nước nông nghiệp lạc hậu trở thành nước xuất gạo thứ hai giới điều kiện tự nhiên thuận lợi kinh nghiệm sản xuất lúa nước từ lâu đời người dân cần phải kể đến phát triển vượt bậc khoa học nông nghiệp đó, công tác giống bảo vệ thực vật chiếm vị trí quan trọng Hiện nay, việc trọng nâng cao suất sản lượng lúa tẻ lúa nếp xem chiến lược nhiều vùng sản xuất lúa nhu cầu lúa nếp chất lượng cao Tuy nhiên, nguyên nhân làm giảm suất sản lượng lúa hàng năm sâu bệnh Trong đó, bệnh bạc lúa vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây hại nặng lúa nếp lúa tẻ Theo số liệu thống kê cục bảo vệ thực vật từ năm 1999 đến năm 2003, bệnh làm giảm sản lượng trung bình từ - 60% suất lúa hàng năm Tác hại chủ yếu bệnh làm cho lúa mà đặc biệt đòng sớm tàn, nhanh chóng khô chết, sơ xác, ảnh hưởng tới quang hợp dẫn đến tỉ lệ hạt lép cao, suất giảm sút rõ rệt Các biện pháp phòng trừ biện pháp canh tác, chế độ bón phân hợp lý, biện pháp hoá học… cho hiệu không cao Biện pháp phòng chống hữu hiệu chọn giống kháng bệnh Muốn chọn tạo giống chống bệnh bạc lúa thành công bền vững trước hết phải có nguồn gen kháng phong phú Tập đoàn giống lúa địa phương thường mang nhiều đặc tính quý khả chống chịu với điều kiện bất thuận sâu bệnh hại, khả kháng bệnh nhà chọn giống đặc biệt quan tâm - Đây nguồn cung cấp gen kháng bệnh phong phú có ý nghĩa cho công tác chọn tạo giống chống bệnh Để khai thác sử dụng nguồn gen việc xác định khả kháng giống lúa việc làm cần thiết Tuy nhiên, việc xác định xác giống lúa có chứa gen kháng bệnh hay không lại việc làm khó khăn Phương pháp truyền thống tiến hành lây nhiễm nhân tạo lúa làm đòng, sử dụng dòng đẳng gen phổ chống nhiễm, sau 18 – 20 ngày cho kết Phương pháp thành công song phụ thuộc vào điều kiện môi trường nên độ xác chưa cao Để khẳng định xác khả mang gen kháng giống lúa nghiên cứu sử dụng phương pháp PCR hướng nhiều nhà khoa học quan tâm Phương pháp PCR cần sử dụng hai đoạn mồi đặc hiệu cho gen cần xác định nhân PCR, sản phẩm nhân PCR chạy điện di để xác định đa hình Hiện có nhiều RFLP liên kết với gen kháng bệnh xác định trình tự AND, việc thiết kế đoạn mồi đơn giản Vì vậy, áp dụng PCR chọn tạo giống kháng bệnh có ý nghĩa lớn kinh tế tính hiệu phương pháp Trên sở đó, tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá khả kháng bệnh bạc tập đoàn giống lúa nếp địa phương” 1.2 Mục đích Tìm giống lúa nếp địa phương có khả kháng bệnh bạc phục vụ cho chọn tạo giống chống bệnh bền vững 1.3 Yêu cầu * Khảo sát số đặc điểm nông sinh học tập đoàn giống lúa nếp địa phương * Lây nhiễm nhân tạo đánh giá khả kháng bệnh bạc tập đoàn giống lúa nếp địa phương * Sử dụng thị phân tử PCR tìm gen kháng bệnh bạc tập đoàn giống lúa nếp địa phương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gen địa phương vấn đề bảo quản nguồn gen lúa 2.1.1 Hiện trạng sử dụng nguồn gen địa phương Việt nam tiếng phong phú, đa dạng sinh học Đây coi nôi nhiều loài lương thực quan trọng Theo thống kê nước ta có tới 1810 giống ngô, 75 giống khoai lang, 33 giống đay, 114 giống lạc, 224 giống đậu đỗ, 48 giống dâu… Các nhà khoa học cho Việt Nam nôi văn minh nông nghiệp lúa nước, nước có khoảng 2.000 giống lúa cổ truyền có 206 giống lúa nếp, loài lúa hoang dại tự nhiên Qua qu¸ tr×nh canh tác hàng nghìn năm, Việt Nam lưu giữ, chọn tạo nhiều giống lúa quý, chất lượng tiếng, riêng lúa nếp tới ba bốn chục giống Thí dụ: giống nếp hương, nếp hoa vàng, nếp rồng Nghệ An, nếp chân voi, nếp cà cuống, nếp dâu, nếp cánh sẻ, nếp bầu Do trình chọn lọc, trồng cấy hàng nghìn đời nên chúng có khả thích nghi chịu đựng tốt với môi trường ruộng đồng [43], [47] Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI hợp tác thức với Việt Nam từ năm 1975 chương trình thử nghiệm giống lúa quốc tế (IRTP) trước chương trình đánh giá nguồn gen lúa (INGER) Trong trình hợp tác, Việt nam nhận 279 tập đoàn lúa gồm hàng nghìn mẫu giống mang nhiều đặc điểm nông sinh học tốt, suất cao, chất lương tốt, chống chịu sâu bệnh điều kiện ngoại cảnh bất thuận Việt Nam tiến hành công tác bảo tồn nguồn gen từ năm 1987, kết đạt bảo tồn lưu giữ 13.500 giống thực vật trung tâm tài nguyên thực vật (Lưu Ngọc Trình, 2000), 450 giống lúa có khả chịu hạn, chịu úng ngập chống chịu sâu bệnh tốt (Trần Duy Quý, 2000), 480 giống ăn rau (Vũ Mạnh Hải, 2000) [7] Ngân hàng gen trồng Quốc gia nghiên cứu bình tuyển, phục tráng, chọn lọc thử nghiệm số dòng/giống trồng để phát triển sản xuất: giống khoai môn KMC-1 KMN-1, khoai sọ KS-5, lúa nếp Quýt đặc sản, lúa thơm ngắn ngày LT-3, lúa nếp thơm ngắn ngày NT-96, giống hoa Uất Kim Cương Tím, giống đậu tương nhập nội TN1, đậu tương cao sản DT2006 Đặc biệt, giống khoai sọ KS4 giống hoa Đuôi chồn đỏ công nhận giống tiến kỹ thuật (giống quốc gia) [46] 2.1.2 Vấn đề bảo quản nguồn gen lúa Cây lúa đươc xem trồng giới công bố hoàn thành đọc chuỗi ký tự DNA [40] Với khoảng 50.000 gen, genom lúa có 12 nhiễm sắc thể bao gồm 430 triệu cặp base phân tử DNA, trung bình gen có khoảng 3000bp Nguồn gen phong phú chủ yếu tồn giống địa phương Với hệ gen phong phú Indica: 45.000 – 56.000 gen, Japonica: 32.000 – 50.000 gen (2003), nguồn vật liệu khởi đầu quan trọng để nhà chọn giống lai tạo giống * Đặc điểm giống lúa địa phương Các giống lúa địa phương hình thành trình chọn lọc tự nhiên nhân tạo lâu dài điều kiện địa phương vậy, chúng có số đặc điểm [7]: - Cho suất ổn định thích nghi cao với điều kiện địa phương - Có tính chống chịu tốt với số sâu bệnh nguy hiểm điều kiện bất thuận tự nhiên Trong quần thể giống lúa địa phương tồn nhiều gen quý như: gen quy định tính kháng bệnh, gen quy định mùi thơm… Ở địa phương tập quán, điều kiện canh tác, khả tiếp cận khoa học kỹ thuật đồng bào dân tộc miền núi chưa cao, nên nhiều nơi trì trồng số giống lúa địa phương địa Thành phần giống lúa đa dạng phong phú Dần dần, phát triển kinh tế có nông nghiệp họ bỏ dần giống cũ thay giống lúa lai nhập nội có suất cao khả kháng bệnh lại tiềm ẩn nguy sâu bệnh bùng phát diện rộng Do công tác chọn tạo giống lúa có khả kháng bệnh việc làm cấp thiết nhằm đảm bảo am ninh lương thực Tuy nhiên, để chọn tạo giống kháng sâu bệnh thành công nguồn gen giống lúa địa phương địa có ý nghĩa to lớn Vấn đề đặt phải thường xuyên tiến hành đánh giá, thu thập bảo quản nguồn gen, dùng biện pháp kỹ thuật thích hợp để lai tạo giống dựa tính trạng tốt giống lúa địa phương 2.1.3 Các hướng sử dụng nguồn gen địa phương Hiện với phát triển khoa học kỹ thuật, nhiều phương pháp khác tuỳ vào điều kiện cụ thể, người ta có nhiều cách để sử dụng nguồn gen địa phương để đạt kết tốt - Dùng phương pháp chọn lọc trực tiếp: Từ quần thể địa phương, nhà khoa học tiến hành chọn tạo trực tiếp cách chọn cá thể tốt với kiểu sinh thái địa lý gây thành giống Ví dụ: Giống lúa Mộc Tuyền chọn từ giống Mộc Khâm [7] - Dùng tổ hợp lai: Các nhà khoa học sử dụng giống lúa địa phương có số phẩm chất tốt có khả chống chịu tốt với sâu bệnh điều kiện ngoại cảnh bất thuận, mang gen mùi thơm… để lai với giống khác có tính trạng bổ sung thời gian sinh trưởng ngắn, suất cao, … nhằm tạo giống - Dùng phương pháp gây đột biến: Các giống địa phương mang tính trạng quý có nhược điểm sử dụng làm vật liệu gây đột biến nhằm cải tiến tính trạng mong muốn Ví dụ: gây đột biến tạo dòng nếp hoa vàng vừa mang gen mùi thơm vừa cấy hai vụ, khắc phục nhược điểm phản ứng với ánh sáng ngày ngắn, dễ đổ…[1] 2.1.4 Các kỹ thuật sinh học áp dụng để tạo nguồn gen lúa 2.1.4.1 Nuôi cấy bao phấn Nuôi cấy bao phấn để tạo đơn bội kỹ thuật áp dụng tương đối thành công giống lúa Japonica Tuy nhiên nhược điểm chương trình cải tiến giống lúa nước nhiệt đới cận nhiệt đới thuộc Châu Á yêu cầu phải tạo nhóm lúa Indica 2.1.4.2 Cứu sống phôi mầm Là kỹ thuật khắc phục hiên tượng bất thụ lai xa, tạo lai, đặc biệt lai lúa hoang dại lúa trồng Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp tái tổ hợp genom bố mẹ nhiều lai khác khác loài không cho giá trị cụ thể Do vậy, sử dụng chương trình cải tiến giống 2.1.4.3 Khai thác bất dục đực tế bào chất Kỹ thuật dùng để tạo giống lúa lai F1, áp dụng thành công Trung Quốc với ưu suất vượt 20 – 30% so với giống lúa trồng có suất cao [2] Hệ thống lúa lai dòng: Dòng A (bất dục đực), dòng B (duy trì tính bất dục), dòng R (phục hồi hữu dục), áp dụng thành công với khoảng 22 dòng CMS có nguồn gốc từ IRRI Trung Quốc (Jachuk, 1986) Lúa lai dòng tạo ưu lai với ưu điểm như: có khả cho suất cao, có khả tích luỹ chất khô cao, khả thích nghi rộng, phát triển mạnh, có tính kháng sâu bệnh Tuy nhiên nhược điểm ưu lai trình hoá dòng cha mẹ tốn kém, giá thành hạt lai cao Hệ thống lúa lai dòng đời phần khắc phục nhược điểm Hệ thống lúa lai hai dòng bao gồm: dòng PGMS (bất dục đực tính cảm quan) TGMS (bất dục đực tính cảm nhiệt) Ưu điểm hệ thống dùng nguồn gen phục hồi rút ngắn trình sản xuất hạt lai 2.1.4.4 Dung hợp tế bào trần Phương pháp áp dụng để tái sinh lúa từ tế bào trần hai loại hình Indica Japonica (Lee et al, 1989) Người ta sản xuất lai somatic loài có khoảng cách di truyền xa Tuy nhiên, lợi ích lai chưa biết rõ 2.1.4.5 Kỹ thuật chuyển gen Đây kỹ thuật tạo nhờ tiến nuôi cấy mô sinh học phân tử Có hai cách để chuyển gen lạ vào trồng: - Chuyển qua vector: Các plasmis dùng làm vector để chuyển vật liệu di truyền vào tế bào thực vật, gọi Ti-plasmis Ri-plasmis - Truyền trực tiếp ADN phương pháp: Phương pháp vi tiêm (tiêm trực tiếp dung dịch ADN vào tế bào trần áp lực cao); Biến nạp xung điện (trong điện trường xoay với tần số cao, tế bào trần liên kết lai với nhau, sau dùng xung điện chiều để dunn hợp chúng lại); Phương pháp mở lỗ điện (các tế bào trần ADN cần biến nạp nằm dung dịch sinh lý thích hợp, người ta cho xung điện chạy qua dung dịch, tạo nên lỗ hổng màng sinh chất, nhờ phân tử ADN chui vào bên trong); Dùng súng bắn gen, Phương pháp tạo số giống lúa kháng bệnh bạc lá: VL902 (gen Xa – 21 chuyển vào loài phụ Indicca) [23] 2.1.4.6 Ứng dụng marker phân tử Kỹ thuật dùng để đánh dấu gen có tầm quan trọng kinh tế Những ứng dụng phương pháp là: - Xác định mức độ phong phú di truyền - Xác định mức độ xác di truyền lai - Ước định mức độ lẫn tạp phát du nhập gen hoang dại 2.1.5 Sự lẫn giống Trước trồng giống lúa nào, nông dân cần phải xác định xem giống lẫn phần trăm Lẫn giống tình trạng dễ gặp công tác thu thập giống Lẫn giống có tác hại làm cho giống nhanh chóng bị thoái hoá, làm giảm chất lượng thương phẩm, chất lượng xay xát… Có nhiều nguyên nhân gây thoái hoá giống: lẫn giống giới (trong trình vận chuyển, trình phơi phóng), lẫn giống xuất biến dị, tàn dư cỏ dại,… Khi phát thấy giống bị lẫn > 5% phải tiến hành khử lẫn triệt để Khi định có nên đưa giống vào gieo trồng hay không, trước hết phải qua khâu chọn hạt giống, hạt giống phải khoẻ, mẩy, đồng đều, không lẫn giống Trước gieo cấy phải dọn tàn dư cỏ dại trồng vụ trước, thường xuyên tiến hành khử lẫn đồng ruộng 2.2 Vị trí lúa nếp đời sống nguồn gen di truyền lúa nếp 2.2.1 Vị trí, vai trò lúa nếp đời sống người Việt Nam Lúa lương thực người Việt Nam, từ xa xưa lúa phân biệt thành hai loại nếp tẻ hai đóng góp vai trò quan trọng văn hoá ẩm thực Việt Nam Lúa nếp trồng lâu đời Việt Nam sử dụng vào nhiều mục đích khác dùng làm đồ thờ cúng ông bà tổ tiên, bữa tiệc, lễ hội có mặt ăn từ lúa nếp Từ loại bánh, ăn cổ truyền tiếng bánh chưng, bánh dày, bánh cốm, cốm ,… đến thứ “nước uống” đặc biệt rượu làm từ lúa nếp cổ truyền Chính lúa nếp góp phần làm nên hương vị hấp dẫn, độc đáo giầu tính nhân văn văn hoá ẩm thực Việt Nam Lúa nếp chiếm khoảng 10% sản xuất lúa nói chung, giá trị hàng hoá lúa nếp gấp 1,5 lần lúa tẻ Ở khu vực đồng lúa nếp trồng vụ mùa phần vụ chiêm, chất lượng lúa nếp trồng đồng cao khu vực miền núi [32] 2.2.2 Nguồn gen di truyền lúa nếp Nguồn gen di truyền lúa nếp Việt Nam lần Lê Quý Đôn kỷ 18 (Theo Bùi Huy Đáp, 1980) mô tả “ Vân đài loại ngữ” với 70 giống lúa cổ truyền, có 29 giống lúa nếp [32] Lúa nếp người nông dân Việt Nam cải tiến sử dụng đa dạng nguồn gen Ngân hàng gen quốc gia Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam bảo quản 1200 mẫu giống địa lúa nếp thu thập toàn quốc, số có gần 200 mẫu giống thu thập trước năm 1990, giống có nguồn gốc chủ yếu khu vực đồng bằng, 1000 mẫu giống thu thập sau năm 1990, chủ yếu lúa nương khu vực miền núi [32] Năm 1995, Lương Ngọc Trình cộng dựa mẫu isozyme để phân loại 643 giống lúa cổ truyền đại diện cho hệ sinh thái Việt Nam, phát dòng lúa Indica chiếm 91,9% nguồn gen lúa Việt Nam, lúa japonica chiếm 6,8% 1,3% không phân loại Kết giới thiệu cấu trúc di truyền chung nguồn gen lúa Việt Nam [44] Trong số 359 mẫu giống nếp địa phương bảo quản ngân hàng gen quốc gia phân loại phản ứng phenol cho thấy 56,6% lúa japonica, 45,4% lúa indica Kết xác phần 359 mẫu giống địa phương phân loại lúa nương Lưu Ngọc Trình (1999) sử dùng phương pháp RADP phân tử để nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen lúa, thấy số 29 mẫu giống lúa nếp địa phương đại diện cho vùng sinh thái khác Việt Nam có 20 mẫu giống xấp xỉ 68,9% lúa japonica [32] Trong 315 mẫu giống lúa nếp địa phương, xấp xỉ 40% gen lúa nếp đánh giá đưa vào sở liệu ngân hàng gen quốc gia Điều cho thấy lúa nếp đa dạng lúa tẻ Tuy nhiên, Lưu Ngọc Trình (1999) sử dụng phương pháp RADP để nghiên cứu đa dạng di truyền 67 mẫu giống địa phươngn đại diện cho lúa Việt Nam thấy tính đa dạng lúa nếp lúa tẻ nguồn gen lúa Việt Nam ngang [32] Qua trình canh tác hàng nghìn năm, Việt Nam lưu giữ, chọn tạo nhiều giống lúa nếp quý giống nếp hương, nếp hoa vàng, nếp rồng Nghệ An, nếp chân voi, nếp cà cuống, nếp dâu, nếp cánh sẻ, nếp bầu Do trình chọn lọc, trồng cấy hàng nghìn đời nên chúng có khả thích nghi chịu đựng tốt với môi trường Đây quỹ gen phong phú, đa dạng – nguồn gen quý giá 2.3 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lúa 2.3.1 Nguồn gốc phân bố bệnh bạc lúa Bệnh bạc lúa phát Fukuoka - Nhật Bản, vào năm 1884, trở nên phổ biến tất nước trồng lúa giới khoảng từ cuối thập kỷ 60 đến đầu thập kỷ 80, đặc biệt nước trồng lúa châu Á Ấn Độ (1940), Indonexia (1950), Philippin (1957), Trung Quốc (1957), Pakistan (1976) Ngoài ra, người ta quan sát bệnh châu Phi (1975) châu Mỹ la tinh (1979) [24] Tuy nhiên, bệnh bạc phổ biến gây hại nặng nước vùng nhiệt đới châu Á như: Ấn Độ, Philippin Việt Nam Đặc biệt, bệnh gây hại nặng mở rộng diện tích trồng số giống lúa nửa lùn cho suất cao kết hợp với hình thức thâm canh Cách mạng xanh [70] Vì vậy, vấn đề quan trọng nước trồng lúa nói chung nước trồng lúa nam Á nói riêng Ở Việt Nam, bệnh bạc lúa phát từ sau hoà bình lập lại (1954), giống lúa địa phương cao cây, mức độ gây hại không nghiêm trọng [19] Khi phong trào thâm canh lúa phát triển, mở đầu việc gieo trồng giống lúa cải tiến, chịu phân, cho suất cao, kết hợp với việc sử dụng nhiều phân bón, đặc biệt phân đạm bệnh bạc thực trở nên nghiêm trọng thường xuyên gây hại vụ mùa Bệnh phát triển 10 10.Nguyễn Văn Hoan (1994), Một số nghiên cứu chọn tạo giống lúa phương pháp lai hữu tính, Luận án Phó tiến sĩ khoa học nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội 11.Nguyễn Văn Hoan (1994) ĐH60 giống lúa Quốc gia cho vùng đất khó khăn, Tạp chí Nông nghiệp công nghiệp thực phẩm, số 12.Nguyễn Văn Hoan (1995), Kỹ thuật thâm canh lúa hộ nông dân, NXB giáo dục Hà Nội, tr 91- 101 13.Vũ Tuyên Hoàng, Trương Văn Kính, Nguyễn Thị Then (1998), Kết xây dựng quỹ gen chọn tạo giống lúa mới, Tạp chí khoa học kỹ thuật nông nghiệp, số 11 14.Vũ Công Khoái (2000), Nghiên cứu bệnh bạc lúa hại giống lúa lai lúa thuần, Luận án thạc sĩ , Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội, tr – 20 15.K.E.Mucller (Hà Văn Chức dịch), Những thiệt hại ruộng lúa nhiệt đới ( Hà Văn Chức dịch) – IRRI,1983 16.Nguyễn Thị Lan – Bài giảng cao học phần lương thực 17.Đoàn Thị Lương, Ứng dụng thị PCR nhằm phát đánh giá nguồn gen kháng bệnh bạc lúa Xa – 7, Xa – 21, Báo cáo tốt nghiệp 2005 18.Vũ Triệu Mân, PGS TS Lê Lương Tề (1999), Bệnh vi khuẩn, vi rút hại nông nghiệp, NXB Nông nghiệp Hà Nội, tr 183 – 184 19.Vũ Triệu Mân, PGS.TS Lê Lương Tề (2001), Giáo trình bệnh Nông nghiệp, NXB Nông nghiệp Hà Nội, tr.183 – 184 20.O.U.S.H, Bệnh hại lúa, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1983 21.Phương pháp PCR - Diễn đàn Đại học Nông nghiệp Hà Nội, http://hau1 info/forum/showthread.php 22.Quy phạm khảo nghiệm giống lúa, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 2004 23.Trần Duy Quý (2006), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học phục 102 vụ sản xuất nông nghiệp, Trồng trọt bảo vệ thực vật 20 năm đổi mới, NXB Chính trị Quốc gia, tr.326 – 377 24.Mai Văn Quyền (1969 – 1970), Ảnh hưởng loại phân vô đến phát sinh phát triển bệnh bạc vi khuẩn, Kỷ yếu kết nghiên cứu khoa học nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, tr.69 – 72 25.Tạ Minh Sơn, Bệnh bạc vi khuẩn (Xanthomonas Oryzae) chọn tạo giống chống bệnh- Luận án Phó tiến sỹ khoa học, Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, 1987 26 Tạ Minh Sơn, Kết nghiên cứu bệnh bạc lúa vi khuẩn Việt Nam Tạp chí Bảo vệ thực vật số 6/1996 27.Trần Thanh Sơn, Sở Khoa học công nghệ An Giang, Một số kết nghiên cứu chọn tạo giống lúa Việt Nam, http://opac.lrc.ctu.edu.vn/pdoc/34/31giongluavn.htm 28.Lê Lương Tề (1980), Bệnh bạc vùng đồng Sông hồng, Tuyển tập công trình nghiên cứu KHKT nông nghiệp, NXB Nông nghiệp Hà Nội tr 184 – 187 29.Lê Lương Tề, Bùi Trọng Thuỷ, Một số nghiên cứu Xa – gen kháng bệnh bạc lá, Tạp chí Bảo vệ thực vật số năm 2006, tr.30 30.Lê Lương tề, Bước đầu nghiên cứu độc tố Xanthomonin vi khuẩn Xanthomonas oryzae gây bệnh bạc số giống lúa, Tạp chí Bảo vệ thực vật, số 5/2008, tr 35 – 36 31.Số /khóm Nguyễn Hữu Tề, Nguyễn Đình Giao, Nguyễn Thịên Huyên, Hà Công Vượng (1997), Giáo trình lương thực, tập I, NXB Nông nghiệp Hà Nội, tr 102 32 Lê Vĩnh Thảo, GS TS Bùi Chí Bửu, PGS TS Lưu Ngọc Trình ThS Nguyễn Văn Vương Các giống lúa đặc sản, giống lúa chất lượng cao kỹ thuật canh tác NXB Nông gnhiệp Hà Nội – 2004, tr – 11 33.Bùi Trọng Thuỷ ctv, Kết nghiên cứu xác định chủng 103 (pathotype) Xan thomonas oryzar pv Oryzae gây bệnh bạc lúa miền bắc Việt Nam, Tạp chí Bảo vệ thực vật số năm 2004, tr.15 34.Bùi Trọng Thuỷ, Phát thêm race vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv Oryzae gây bệnh bạc lúa Nam Định, Bắc Ninh Hà Nội (2007 – 2008), Tạp chí Bảo vệ thực vật số năm 2009, tr.28 35.Phan Hữu Tôn, Giáo trình Công nghệ sinh học chọn giống trồng 36.Phan Hữu Tôn (2000), Application of PCR – Based markers to indentifi rice Bacterial blight resistance genes xa – 5, xa – 13 and Xa – 21 in Vietnames germplasm collection, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp tháng 37.Hiền(tr12) Phan Hữu Tôn Bùi Trọng Thuỷ (2003), Nghiên cứu khả kháng chủng bệnh bạc Việt Nam tập đoàn thị chứa gen chống bệnh khác nhau, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam, Tập 1, số 4/2003, tr 284 – 288 38.Phan Hữu Tôn cs (2003), Nghiên cứu thị phân tử DNA phục vụ chọn tạo giống lúa suất cao, chất lượng tốt, kháng bệnh bạc vùng Đồng Bắc bộ, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nông nghiêp 39.Phan Hữu Tôn (2005), Bài giảng công nghệ gen an toàn sinh học, Trường Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội 40 Phan Hữu Tôn (2005), Nghiên cứu ứng dụng thị phân tử PCR chọn lọc gen kháng bạc lá, Hội nghị khoa học toàn quốc công nghệ sinh học hướng 8.2, T2/2005, tr 146 – 150 41.Phan Hữu Tôn (2006), phân bố, đặc điểm gây bệnh chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lúa phát nguồn gen kháng kỹ thuật PCR, Trồng trọt bảo vệ thực vật 20 năm đổi mới, NXB Chính trị Quốc gia, Tr.311 – 325 42.Nguyễn Thị Trâm, Nguyễn Văn Hoan (1995), Chọn tạo giống lúa cao sản, 104 suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu sâu bệnh cho vùng thâm canh miền Bắc Việt Nam, Báo cáo tổng kết đề tài KN01 -01 43.Lưu Ngọc Trình, Đào Thế Tuấn, Sự đa dạng di truyền lúa Việt Nam vùng Đông nam Á, Tài nguyên di truyền thực vật Việt Nam, NXB Nông nghiệp Hà Nội 44.Lưu Ngọc Trình, Phân loại nhanh lúa Indica Japonica lúa trồng Châu Á Orya sativa, Thông tin công nghệ sinh học ứng dụng, tháng – 2/1995 45.Hiền (tr11) Hà Minh Trung (1996), Hiện trạng triển vọng nghiên cứu bênh virut, vi khuẩn hại trồng Việt Nam, Tạp chí Bảo vệ thực vật, t4/1996 Tr22 - 25 46.Trung tâm Tài nguyên Thực vật, Kết bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật gia đoạn 2001 – 2005, định hướng 2006 – 2010, http://www.vienkhoahocnongnghiepvietnam.htm 47.Nguyễn Văn Tuất cs (1996), Nghiên cứu đặc điểm hoá sinh, Tạp chí BVTV Số 4, tr 22 – 25 48.Nguyễn Văn Tuất (1996), Nghiên cứu đặc điểm hoá sinh , Tạp chí Bảo vệ thực vật Số 4, tr42 – 45 49.Nguyễn Văn Tuất (2006), Kết nghiên cứu bật Viện bảo vệ thực vật giai đoạn 2001 – 2005 định hướng giai đoạn 2006 – 2010, Tạp chí khoa học công nghệ nông nghiệp Việt Nam, số 1/9- 2006, nhà in công ty Hữu Nghị, tr.44 – 45 50.Nguyễn Văn Viết cs (2006), Nghiên cứu di truyền miễn dịch phục vụ chọn tạo giống trồng chống chịu sâu bệnh, Trồng trọt bảo vệ thực vật 20 năm đổi mới, NXB Chính trị Quốc gia, tr 243 – 310 51.Viện Bảo vệ thực vật (1998), Phương pháp điều tra phát sâu bệnh hại trồng NXB Nông nghiệp Hà Nội 52.Viện nghiên cứu lúa Quốc tế (IRRI), (1996), Hệ thống tiêu chuẩn đánh giá lúa, Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam dịch 105 53.V.P Izrainxki (Hà Minh Trung Nguyễn Văn Thành dịch), tr.22 - 25 II Tài liệu nước 54.A.C.Shan Chez vaf ctv, Crop Science, The International Comulity of Crop Science, volume 40 number 3, 2000 55.Chen – Sheng ctv, Improvement of bacterial blight resistant ò “Minghui63”, an elite restorerline of hybrid rice by molecular maker assisted selection – CropScience, 2000, p239 – 244 56.Devedath S v ctv, Management of Bacterial blight and Bacterial leaf streat of rice, Central Rice Research Institute, Cuttrack, Orrisa, India, P.143 57.Eamchit S and Mew T.V (1982), Comparsion of Viralence of Xanthomonas Campestris pv.Oryzae in Thailand and phillipine, plant disease, Vol, 66 No, 7, P.556 – 559 58.Islam – N, Bora – LC, Biologycal management of Bacterial leaf blight of rice (Oryza Santiva) with plant grow promoting Rhizobacteria, Indian Journal of Agricultural Univercity, Jorhat 125013, Indian 59.Khush GS (1997), Disease and insect resistance in rice, Adv, Agron 29,p.268 – 341 60.KS Lee and ctv, Geniticanalysis of resistance to blight Xanthomonas oryzae pv Oryzae in some rice cyltival, Philippine – Journal – of – Crop science 25 (Supplemen no, 1) May, 2002 61.Hien Lee K.S va ctv, Inheritance of resistance to bacterial bligrh in 21 cultivrs of rice, Photopathology, 2003, p.147 – 152 62.Furuya, N et al 2003.” Expermental technique for Bacterial blibht of rice” HAU – JICA ERCB Project Kyushu Univ Japan, July, 2003.42 pages 63.Mew T.W (1978), Diffirence of trains to cause leaf blight and wilt symptomes of rice, Proco 4th conf, Plant Pathu, Bact Angers, P.371 – 374 106 64.Modal A.H and Miah S.A (1985), Effect of potassium on bacterial blight develoment, International Rice Research Newsletter Vol 10, No.2, April, p.12 65.Nivedita Nayak CTV, Biologycal control of Bacterial blight of rice (Xanthomonas oryzae pv.Oryzae) 66.Naruto Furuya, Satoru Taura, Bui Trong Thuy, Phan Huu Ton, Nguyen Van Hoan and Atsushi Yoshimura (2003), Experimental Technique for Bacterial Blight of Rice Hanoi Agricultural Unoversity in Cooperration with HAU – Jica ERCB proect 67.Naruto Furuya, Satoru Taura, Bui Trong Thuy, Masaru Matsumoto, Seint San Aye and Phan Huu Ton (2002), Isolation and preer vation of Xanthomonas oryzae pv Oryzae from Viet Nam in 2001 – 2002 68.hieen Goto M (1970), Application of fluoresence – antibody method for study of ecology of Bacterial blight of rice, Report, submitted to IRRI, p.16 69.Rice gennitic, International – Rice – Reserch – Newsletter, 1986 70.Srivastava D.N (1972), Bacterial blight of rice, Phytopathol 26, P1 – 71.Yoshimura, A Taura, S Thuy, B Et al.2004 “Pyramiding of genes for resistance to Bacterial blight of rice and its application to hybrid rice breeding rice in Northern Part of VietNam” Abtract of the 1st International Conference on BB of rice Tsukuba, Japan Pp 15 – 30 72.Zhang – Qi va ctv, Breeding of three isogenic japonica rice lines with major genes for resistant to bacterial blight – Insitute of crop breeding 107 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THANH TUYẾT ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG BỆNH BẠC LÁ CỦA TẬP ĐOÀN GIỐNG LÚA NẾP ĐỊA PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT Mã số: 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHAN HỮU TÔN HÀ NỘI - 2009 LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị - Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thanh Tuyết i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn cố gắng thân nhận giúp đỡ tận tình nhiều cá nhân tập thể Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phan Hữu Tôn, người tận tình bảo, hướng dẫn thực hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô Viện Sau đại học, khoa Nông học, khoa Công nghệ sinh học, môn sinh học phân tử trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt trình thực tập Xin cảm ơn gia đình, ban bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2008 Tác giả Nguyễn Thị Thanh Tuyết ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích 1.3 Yêu cầu 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gen địa phương vấn đề bảo quản nguồn gen lúa 2.1.1 Hiện trạng sử dụng nguồn gen địa phương 2.1.2 Vấn đề bảo quản nguồn gen lúa 2.1.3 Các hướng sử dụng nguồn gen địa phương 2.1.4 Các kỹ thuật sinh học áp dụng để tạo nguồn gen lúa 2.1.5 Sự lẫn giống 2.2 Vị trí lúa nếp đời sống nguồn gen di truyền lúa nếp 2.2.1 Vị trí, vai trò lúa nếp đời sống người Việt Nam 2.2.2 Nguồn gen di truyền lúa nếp 2.3 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lúa 10 2.3.1 Nguồn gốc phân bố bệnh bạc lúa 10 2.3.2 Tác hại bệnh bạc lúa 11 2.3.3 Nguyên nhân gây bệnh bạc lúa 12 2.3.4 Triệu chứng bệnh bạc lúa 14 2.3.5 Quy luật phát sinh, phát triển bệnh bạc lúa Việt Nam 16 2.3.6 Các biện pháp phòng trừ bệnh bạc lúa 17 2.3.7 Cơ sở khoa học phương pháp chọn giống chống bệnh bạc 19 2.3.8 Tình hình nghiên cứu bệnh bạc lúa 24 2.3.9 Các phương pháp tạo giống chống bệnh 30 2.4 Một số kết nghiên cứu chọn tạo giống lúa Việt Nam 33 iii ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 3.1 Đối tượng nghiên cứu 39 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 41 3.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 41 3.3.1 Khảo sát số đặc điểm nông sinh học tập đoàn giống lúa nếp địa phương 3.3.2 41 Lây nhiễm nhân tạo đánh giá khả kháng bệnh bạc tập đoàn giống lúa nếp địa phương 3.3.3 43 Sử dụng thị phân tử PCR tìm gen kháng bệnh bạc tập đoàn giống lúa nếp địa phương 44 3.3.2 Kiểm tra độ tinh DNA nguyên 46 3.3.3 Phản ứng chuỗi trùng hợp PCR ( nh©n AND) 47 3.3.4 Phương pháp điện di sản phẩm PCR gel agarose: 49 3.5 Phương pháp xử lý số liệu 50 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 51 4.1 Kết theo dõi đặc điểm nông sinh học giống lúa tham gia thí nghiệm 51 4.1.1 Tình hình sinh trưởng phát triển giai đoạn mạ 51 4.1.2 Thời gian qua giai đoạn sinh trưởng 54 4.1.3 Một số đặc điểm hình thái giống lúa thí nghiệm liên qua đến tính chống bệnh bạc 63 4.1.4 Chiều cao tổng số nhánh khóm 67 4.1.5 Năng suất yếu tố cấu thành suất 72 4.2 Đánh giá khả kháng bệnh bạc lây nhiễm bệnh nhân tạo 80 4.3 Kết ứng dụng kỹ thuật PCR để phát hện gen Xa4, xa5, Xa7 90 4.3.1 Kiểm tra độ tinh DNA 90 4.3.2 Ứng dụng kỹ thuật PCR để xác định Xa – gens 91 iv 4.4 Giới thiệu số giống triển vọng 95 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 97 5.1 Kết luận 97 5.2 Đề nghị 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 3.1 Danh sách chủng vi khuẩn gây bệnh bạc đem lây nhiễm 39 Bảng 3.2 Danh mục giống tham gia thí nghiệm 39 Bảng 4.1a: Tình hình sinh trưởng mạ vụ mùa – 2008 52 Bảng 4.1b: Tình hình sinh trưởng mạ vụ Xuân - 2009 53 Bảng 4.2a: Thời gian sinh trưởng giống tham gia thí nghiệm vụ mùa 2008 56 Bảng 4b: Thời gian sinh trưởng giống tham gia thí nghiệm vụ xuân 2009 57 Bảng 4.3 Đặc điểm hình thái giống lúa thí nghiệm 64 Bảng 4.4a: Chiều cao số nhánh hữu hiệu/khóm giống lúa tham gia thí nghiệm (Vụ mùa 2008) 68 Bảng 4.4b: Chiều cao số nhánh hữu hiệu/khóm giống lúa tham gia thí nghiệm (Vụ xuân 2008) 69 Bảng 4.5a: Năng suất yếu tố cấu thành suất vụ mùa 2008 73 Bảng 4.5b: Năng suất yếu tố cấu thành suất (vụ xuân 2009) 74 Bảng 4.6: Tình hình nhiễm sâu bệnh giống tham gia thí nghiệm vụ mùa 2008 78 Bảng 4.7a: Vết bệnh lây nhiễm nhân tạo vụ mùa 2008 81 Bảng 4.7b: Vết bệnh lây nhiễm nhân tạo vụ xuân 2009 82 Bảng 4.8a: Đánh giá khả kháng bệnh bạc vụ mùa – 2008 83 Bảng 4.8b: Đánh giá khả kháng bệnh bạc vụ xuân – 2009 84 Bảng 4.11: Kết chạy PCR tìm gen kháng bệnh bạc 92 Bảng 4.10: Giới thiệu số giống triển vọng 96 vii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 4.1: Lá bị bệnh giống 10618 vụ mùa 2008 88 Hình 4.2: Lá bị bệnh giống 10618 vụ Xuân 2009 89 Hình 4.3: Lá bị bệnh giống 10668 vụ mùa 2008 89 Hình 4.4: Lá bị bệnh giống 10668 vụ xuân 2009 90 Hình 4.5: Kiểm tra độ tinh DNA nguyên 90 Hình 4.6: Kết điện di xác định gen Xa4 94 Hình 4.7: Kết điện di xác định gen xa - 94 Hình 4.8: Kết điện di xác định gen Xa – 95 viii ... tạo đánh giá khả kháng bệnh bạc tập đoàn giống lúa nếp địa phương * Sử dụng thị phân tử PCR tìm gen kháng bệnh bạc tập đoàn giống lúa nếp địa phương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn gen địa phương. .. giống kháng bệnh có ý nghĩa lớn kinh tế tính hiệu phương pháp Trên sở đó, tiến hành nghiên cứu đề tài: Đánh giá khả kháng bệnh bạc tập đoàn giống lúa nếp địa phương 1.2 Mục đích Tìm giống lúa. .. lúa nếp địa phương có khả kháng bệnh bạc phục vụ cho chọn tạo giống chống bệnh bền vững 1.3 Yêu cầu * Khảo sát số đặc điểm nông sinh học tập đoàn giống lúa nếp địa phương * Lây nhiễm nhân tạo đánh