nghiên cứu biểu hiện giới tính của dưa chuột (cucumis sativus l ) và ứng dụng trong chọn tạo giống ưu thế lai ở đồng bằng sông hồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI PHẠM MỸ LINH NGHIÊN CỨU BIỂU HIỆN GIỚI TÍNH CỦA DƯA CHUỘT (Cucumis sativus L.) VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHỌN TẠO GIỐNG ƯU THẾ LAI Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI PHẠM MỸ LINH NGHIÊN CỨU BIỂU HIỆN GIỚI TÍNH CỦA DƯA CHUỘT (Cucumis sativus L.) VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHỌN TẠO GIỐNG ƯU THẾ LAI Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG Chuyên ngành: Di truyền chọn giống trồng Mã số : 62 62 05 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn : PGS TS Trần Khắc Thi PGS.TS Nguyễn Hồng Minh HÀ NỘI - 2010 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu tôi, số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa sử dụng để bảo vệ luận án hay công trình khoa học Tôi xin cam đoan thông tin trích dẫn sử dụng luận án ghi rõ nguồn gốc, giúp đỡ cảm ơn Tác giả luận án Phạm Mỹ Linh ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nhận quan tâm, giúp đỡ thầy, cô giáo, tập thể, cá nhân bạn bè đồng nghiệp Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Khắc Thi PGS.TS Nguyễn Hồng Minh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình thực đề tài hoàn chỉnh luận án Nhân dịp này, xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Viện Nghiên cứu Rau - Quả, Viện Đào tạo sau đại học, thầy cô giáo Bộ môn Di truyền Giống, Khoa Nông học Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành công trình nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn Vụ Khoa học Công nghệ Môi trường, Bộ Nông nghiệp PTNT, PGS TS Trần Khắc Thi chủ nhiệm đề tài : “Nghiên cứu chọn tạo giống kỹ thuật sản xuất tiên tiến cho số loại rau chủ lực phục vụ cho nội tiêu xuất (cà chua, dưa chuột, mướp đắng, dưa hấu ớt)” hỗ trợ kinh phí để thực đề tài nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị em Bộ môn Nghiên cứu Rau – Gia vị Viện Nghiên cứu Rau quả, sinh viên thực tập tốt nghiệp từ khóa 46 đến khóa 50 cộng tác giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu Sau gia đình động viên khích lệ, tạo điều kiện thời gian, công sức kinh phí để hoàn thành công trình nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2010 Tác giả Phạm Mỹ Linh iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình xi Danh mục hình ảnh minh họa xii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Những đóng góp luận án CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc, phân bố giá trị dưa chuột 5 1.1.1 Nguồn gốc 1.1.2 Phân bố 1.1.3 Phân loại 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng giá trị kinh tế dưa chuột 1.2 Phản ứng dưa chuột với yếu tố ngoại cảnh 11 1.2.1 Phản ứng với nhiệt độ 11 1.2.2 Phản ứng với ánh sáng 13 1.2.3 Phản ứng với ẩm độ 14 1.2.4 Phản ứng với dinh dưỡng khoáng 15 1.3 Giới tính dưa chuột 16 1.3.1 Biểu giới tính dưa chuột 17 1.3.2 Di truyền tính trạng giới tính dưa chuột 23 iv 1.3.3 Ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh đến giới tính dưa chuột 26 1.4 Ứng dụng giới tính chọn tạo giống dưa chuột giới nước 29 1.4.1 Các nghiên cứu giới 29 1.4.2 Ứng dụng dạng giới tính sản xuất hạt lai 31 1.4.3 Phương pháp củng cố dòng dưa chuột đơn tính 32 1.4.4 Nghiên cứu nước 34 CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1 Vật liệu nghiên cứu 38 2.2 Nội dung nghiên cứu 40 2.3 Phương pháp nghiên cứu 43 2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng 43 2.3.2 Đánh giá khả kết hợp chung (GCA) 43 2.3.3 Đánh giá khả kết hợp 43 2.3.4 Phương pháp thụ phấn lai tạo dòng tự phối 44 2.3.5 Phương pháp nghiên cứu hạt phấn 44 2.3.6 Phương pháp phân nhóm giống tập đoàn dựa vào biểu giới tính hoa/cây 2.3.7 44 Phương pháp phân nhóm giống tập đoàn dựa vào tỷ lệ hoa cái/cây 44 2.3.8 Các tiêu theo dõi 45 2.4 Phương pháp theo dõi thu thập số liệu 47 2.5 Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 47 2.6 Phương pháp phân tích xử lý số liệu 48 2.7 Địa điểm thời gian nghiên cứu 50 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Chọn lọc vật liệu dưa chuột đơn tính 3.1.1 Đánh giá tập đoàn giống dưa chuột 51 51 51 v 3.1.2 Tạo dòng tự phối đơn tính 60 3.2 Đánh giá khả kết hợp dòng đơn tính tạo 64 3.2.1 Đánh giá khả kết hợp chung dòng đơn tính 64 3.2.2 Đánh giá khả kết hợp riêng 79 3.3 Đánh giá tổ hợp lai có triển vọng 87 3.4 Đánh giá dạng biểu giới tính dòng dưa chuột tự phối quần thể lai thí nghiệm kiểm soát di truyền giới tính dòng D1 94 3.4.1 Sự phân ly dạng biểu giới tính dòng đơn tính tự thụ tổ hợp lai chúng với dòng bố 94 3.4.2 Kiểm định kiểm soát di truyền biểu đơn tính dòng D1 3.5 Nghiên cứu phương pháp trì dòng mẹ đơn tính 99 100 3.5.1 Nghiên cứu ảnh hưởng thời vụ trồng đến khả phát sinh hoa đực dòng dưa chuột đơn tính D1 100 3.5.2 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch AgNO3 đến khả hoa đực dòng dưa chuột đơn tính D1 101 3.5.3 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch GA3 đến khả hoa đực dòng dưa chuột đơn tính D1 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 106 115 Kết luận 115 Đề nghị 115 Các công trình công bố có liên quan đến luận án 116 Tài liệu tham khảo 117 Phụ lục 129 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AVRDC : Trung tâm Nghiên cứu phát triển rau châu Á Trung tâm Rau giới CT : Công thức CS : Cộng ĐTC : Đơn tính ĐTCG : Đơn tính gốc ĐTĐ : Đơn tính đực FAO : Tổ chức Nông lương Thế giới F1 : Giống ưu lai KNKHC : Khả kết hợp chung KNKHR : Khả kết hợp riêng LT : Lưỡng tính LTC : Lưỡng tính LTĐ : Lưỡng tính đực NSLT : Năng suất lý thuyết NSTT : Năng suất thực thu NST : Ngày sau trồng THL : Tổ hợp lai OP : Giống thụ phấn tự (Open pollinated) TG : Thời gian TB : Trung bình TGST : Thời gian sinh trưởng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam ƯTL : Ưu lai vii DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1 Tình hình sản xuất dưa chuột toàn giới (1991 – 2006) 1.2 Hàm lượng dinh dưỡng 100 g dưa chuột tươi 10 1.3 Quan hệ kiểu gen biểu kiểu hình dưa chuột 24 2.1 Các vật liệu tham gia thí nghiệm 38 3.1 Phân loại mẫu giống nghiên cứu theo thời gian sinh trưởng (2002) 51 3.2 Thời gian từ mọc đến hoa thu đầu mẫu giống dưa chuột nghiên cứu (2002) 3.3 54 Phân nhóm mẫu giống dưa chuột nghiên cứu dựa vào tỷ lệ hoa cái/cây (năm 2002) 3.5 53 Phân nhóm mẫu giống dưa chuột nghiên cứu dựa vào biểu giới tính 3.4 56 Đặc điểm hoa đậu nhóm mẫu giống nghiên cứu vụ xuân vụ đông 2002 57 3.6 Mức độ bệnh hại mẫu giống dưa chuột nghiên cứu (2002) 59 3.7 Chiều cao số lá/cây dòng dưa chuột đơn tính vụ đông năm 2006 Viện Nghiên cứu Rau 3.8 Đặc điểm sinh trưởng phát triển hai vật liệu thử YM15 AT73653 (đông 2006) 3.9 3.12 66 Thời gian qua giai đoạn sinh trưởng phát triển tổ hợp lai dòng vật liệu thử vụ xuân 2007 3.11 64 Đặc điểm hình thái: Màu sắc thân, lá, quả, gai mật độ gai THL dòng vật thử (xuân 2007) 3.10 63 67 Đặc điểm sinh trưởng tổ hợp lai dòng vật liệu thử (xuân 2007) 69 Mức độ bệnh hại đồng ruộng tổ hợp lai (xuân 2007) 70 viii 3.13 Năng suất yếu tố cấu thành suất tổ hợp lai (xuân 2007) 72 3.14 Mối tương quan suất yếu tố cấu thành suất 74 3.15 Đặc điểm tổ hợp lai (xuân 2007) 75 3.16 Giá trị khả kết hợp chung dòng đơn tính với vật thử vụ xuân năm 2007 Viện Nghiên cứu Rau 3.17 Một số đặc điểm nông sinh học dòng dưa chuột đơn tính có khả kết hợp chung cao 3.18 84 Giá trị khả kết hợp riêng dòng bố mẹ tính trạng khối lượng TB 3.23 84 Giá trị khả kết hợp riêng dòng bố mẹ tính trạng số quả/cây 3.22 82 Giá trị khả kết hợp riêng dòng bố mẹ tính trạng số hoa cái/cây 3.21 80 Một số đặc điểm sinh trưởng suất tổ hợp lai vụ đông 2007 3.20 78 Một số đặc điểm nông sinh học dòng dưa chuột dài dùng làm bố lai với dòng đơn tính 3.19 76 84 Giá trị khả kết hợp riêng dòng bố mẹ tính trạng suất thực thu 85 3.24 Kết tuyển chọn tổ hợp lai số chọn lọc 85 3.25 Giá trị ưu lai thực (Hb) ưu lai chuẩn (Hs) yếu tố cấu thành suất suất 3.26 Thời gian qua giai đoạn sinh trưởng phát triển số tổ hợp lai có triển vọng vụ xuân 2008 3.27 86 88 Mức độ nhiễm bệnh đồng ruộng tổ hợp lai có triển vọng (xuân hè 2008) 88 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI PHẠM MỸ LINH NGHIÊN CỨU BIỂU HIỆN GIỚI TÍNH CỦA DƯA CHUỘT (Cucumis sativus L. ) VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHỌN TẠO GIỐNG ƯU THẾ LAI Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG... L. ) ứng dụng tạo giống ưu lai đồng sông Hồng nằm chương trình nghiên cứu tạo giống dưa chuột lai Việt Nam năm tới Mục tiêu đề tài - Phân l p dạng giới tính mẫu giống dưa chuột nghiên cứu đặc tính. .. tính dưa chuột 26 1.4 Ứng dụng giới tính chọn tạo giống dưa chuột giới nước 29 1.4.1 Các nghiên cứu giới 29 1.4.2 Ứng dụng dạng giới tính sản xuất hạt lai 31 1.4.3 Phương pháp củng cố dòng dưa chuột