Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 217 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
217
Dung lượng
32,29 MB
Nội dung
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM DƯƠNG XUÂN TÚNGHIÊNCỨUỨNGDỤNGCHỈTHỊPHÂNTỬDNATRONGCHỌNTẠOGIỐNGLÚATHƠMKHÁNGBỆNHBẠCLÁ LUẬN ÁN TIẾN SỸ CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌNGIỐNG CÂY TRỒNG HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM DƯƠNG XUÂN TÚNGHIÊNCỨUỨNGDỤNGCHỈTHỊPHÂNTỬDNATRONGCHỌNTẠOGIỐNGLÚATHƠMKHÁNGBỆNHBẠCLÁ CHUYÊN NGÀNH: DI TRUYỀN VÀ CHỌNGIỐNG CÂY TRỒNG MÃ SỐ: 62 62 01 11 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHAN HỮU TÔN HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiêncứu riêng tôi, kết nghiêncứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa dùng bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cám ơn, thông tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hải Dương, ngày 20 tháng năm 2015 Tác giả luận án Dương Xuân Tú i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nhận quan tâm, giúp đỡ thầy, cô giáo, tập thể cá nhân bạn đồng nghiệp Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phan Hữu Tôn, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam, người hướng dẫn khoa học, tận tình hướng dẫn giúp đỡ suốt trình thực đề tài hoàn chỉnh luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Quản lý Đào tạo, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam; Các thầy cô giáo Bộ môn Di truyền chọngiống trồng, Khoa Nông học, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam đào tạo, hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Cây lương thực Cây thực phẩm, đồng nghiệp thuộc Bộ môn Công nghệ sinh học, Viện Cây lương thực Cây thực phẩm tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ cho tiến hành thực thí nghiệm luận án Sau gia đình bên cạnh động viên, tạo điều kiện thời gian kinh phí để hoàn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn! Hải Dương, ngày 20 tháng năm 2015 Tác giả luận án Dương Xuân Tú ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình x MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết Mục tiêu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn 4 Những đóng góp đề tài Chương I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Chọntạo phát triển lúathơm chất lượng cao 1.2 Ứngdụngthịphântửchọntạogiốnglúa 1.2.1 Một số thịphântử ADN sử dụng phổ biến nghiêncứu di truyền chọntạogiốnglúa 1.2.2 Một số kết ứngdụngthịphântửchọntạogiốnglúa 1.3 Nghiêncứu mùi thơmthịphântử liên kết với gen qui định tính 13 15 trạng mùi thơmlúa 1.3.1 Chất tạo mùi thơmlúa 15 1.3.2 Di truyền tính trạng mùi thơmlúa 19 1.3.3 Chỉthịphântử liên kết với gen qui định tính trạng mùi thơmlúa 22 1.3.4 Kết ứngdụngthịphântửchọntạogiốnglúathơm 24 1.4 Nghiêncứubệnhbạcthịphântử liên kết với gen qui định 28 tính khángbệnhbạclúa 1.4.1 Vi khuẩn gây bệnhbạclúa 28 1.4.2 Nguồn gen khángthịphântử liên kết với gen kháng 31 iii 1.4.3 Kết ứngdụngthịphântửchọntạogiốnglúakhángbệnh 36 bạc 1.5 Nghiêncứu đa dạng di truyền nguồn gen lúa 41 Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU 47 2.1 Vật liệu nghiêncứu 47 2.2 Nội dungnghiêncứu 50 2.3 Địa điểm thời gian nghiêncứu 51 2.4 Phương pháp nghiêncứu 52 2.4.1 Đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn vật liệu lúathơmkhángbệnhbạc 52 2.4.2 Lựachọnthịphântử liên kết với gen qui định mùi thơm tính 56 kháng với chủng vi khuẩn gây bệnhbạclúa tỉnh phía Bắc 2.4.3 Lai tạo tổ hợp lai định hướng tạo vật liệu cho chọn lọc dòng lúa 58 theo mục tiêu 2.4.4 Sử dụngthịphântửchọn cá thể mang kiểu gen thơm gen kháng 61 bệnhbạctừ hệ phân ly, kết hợp với đánh giá kiểu hình để chọn dòng lúa theo mục tiêu Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 63 Lựachọnthịphântử liên kết với gen qui định mùi thơm tính 63 kháng với chủng vi khuẩn gây bệnhbạclúa tỉnh phía Bắc 3.1.1 Lựachọnthịphântử liên kết với gen thơmlúa 63 3.1.2 Lựachọnthịphântử liên kết với gen kháng với số chủng vi 71 khuẩn gây bệnhbạclúa phổ biến tỉnh phía Bắc Đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn vật liệu lúathơmkhángbệnhbạc 91 3.2.1 Đánh giá đặc điểm nông sinh học, mùi thơm khả khángbệnh 91 3.2 bạc mẫu giống tập đoàn vật liệu 3.2.2 Đánh giá đa dạng di truyền mẫu giốnglúa vật liệu sử dụng 106 thịphântửDNA 3.2.3 Định hướng lựachọn bố mẹ lai tạogiốnglúathơmkhángbệnhbạc iv 111 cho tỉnh phía Bắc 3.3 Lai tạo tổ hợp lai định hướng tạo vật liệu cho chọn lọc dòng lúa 113 theo mục tiêu 3.3.1 Mục tiêu chọntạogiốnglúa 113 3.3.2 Lựachọn bố mẹ cho tổ hợp lai 113 3.3.3 Kết lai tạo 115 3.4 120 Sử dụngthịphântửchọn cá thể mang kiểu gen thơm gen khángbệnhbạctừ hệ phân ly, kết hợp với đánh giá kiểu hình để chọn dòng lúa theo mục tiêu 3.4.1 Sử dụngthịphântử liên kết để chọn lọc thể mang gen mục tiêu 120 từ hệ sớm 3.4.2 Đánh giá chọn lọc theo mục tiêu các dòng lúa mang gen 124 mục tiêu KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 140 DANH MỤC NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊNCỨU CỦA TÁC GIẢ LIÊN 142 QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO 143 PHỤ LỤC 155 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa đầy đủ 2AP 2-acetyl-1-pyrroline ADN Acid Deribonucleic AFLP BAD Amplified Fragment Length Polymorphism Betain Aldehyde Dehydrogenase BC Backcross (lai lại) ĐBSCL Đồng sông Cửu long ĐBSH Đồng sông Hồng cM Centi Moocgarn HAU Hanoi Agricultural University IRRI International Rice Research Institute FAO Food and Agriculture Oganization MABC Molecular Assissted Backcrossing MAS Molecular Assissted Selection NSLT Năng suất lý thuyết NST Nhiễm sắc thể NSTT Năng suất thực thu PCR Polymerase Chain Reaction PIC Polymorphic Information Content QTLs Quantitative Trait Locus RAPD Random Amplified Polymorphic DNA RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism SNP Single Nucleotide Polymorphisms SRFA Selective Restriction Fragment Amplication SSR Simple Sequence Repeates hay Microsatellite STS Sequence Tagged Sites TGST Thời gian sinh trưởng Xoo Xanthomonas oryzae pv oryzae Viện CLT - CTP Viện Cây lương thực Cây thực phẩm vi DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1 Một số chất tạo mùi thơm tìm lúa 16 1.2 Nguồn gốc chủng vi khuẩn gây bệnhbạclúa phổ biến thu thập tỉnh phía Bắc 30 2.1 Danh sách dòng lúa vật liệu sử dụngnghiêncứu 47 2.2 Các chủng vi khuẩn gây bệnhbạc sử dụngnghiêncứu 49 2.3 Các thị liên kết với gen thơm fgr NST số sử dụngnghiêncứu 49 2.4 Các thị liên kết với gen khángbệnhbạc Xa4, xa5 Xa7 sử dụngnghiêncứu 50 3.1 Nhận diện gen thơm fgr tập đoàn vật liệu lúathơmthị liên kết 65 3.2 Tỷ lệ phân ly kiểu gen thơm fgr quần thể F2 tổ lai nhận diện sử dụngthịphântử 68 Kết phân tích kiểu gen thơm fgr thịphântử kết hợp vơi đánh giá mùi thơm hạt quần thể phân ly F2 69 3.4 Phảnứng mẫu giốnglúa vật liệu với số chủng vi khuẩn gây bệnhbạc điều kiện lây nhiễm nhân tạo 72 3.5 Kiểu gen kháng mức kháng/nhiễm với chủng vi khuẩn gây bệnhbạc hệ F1 tổ hợp lai 82 3.6 Tỷ lệ phân ly kiểu gen kháng Xa4, xa5 Xa7 hệ F2 tổ lai nhận dạng thịphântử 85 3.7 Kiểu gen kháng nhận diện thịphântử mức kháng/nhiễm với vi khuẩn gây bệnhbạc hệ F2 tổ hợp lai 86 3.8 Kết kiểm tra gen kháng Xa4, xa5 Xa7 thịphântửgiốnglúa vật liệu 89 3.9 Phân nhóm theo khả đẻ nhánh mẫu giốnglúa vật liệu 93 3.3 3.10 Phân nhóm chiều cao mẫu giốnglúa vật liệu 94 3.11 Phân nhóm mẫu giốnglúa vật liệu theo tỷ lệ hạt 96 vii 3.12 Phân nhóm theo suất mẫu giốnglúa vật liệu 98 3.13 Nguồn gen khángbệnhbạc mẫu giốnglúa vật liệu 102 3.14 Phân nhóm mẫu giốnglúa vật liệu theo hàm lượng amylose gạo 105 3.15 Phân nhóm mẫu giốnglúa vật liệu theo nhiệt hóa hồ 105 3.16 Hệ số PIC, số allele thể 31 thị 51 mẫu giốnglúa vật liệu 107 3.17 Vật liệu lúa thơm, chất lượng cao lựachọn làm vật liệu cho tổ hợp lai định hường 111 3.18 Vật liệu lúakhángbệnhbệnhbạc (nguồn gen kháng) lựachọn làm vật liệu cho tổ hợp lai định hướng 112 3.19 Các dòng giốnglúalựachọn làm vật liệu lai tạo 114 3.20 Danh sách tổ hợp lai theo định hướng 115 3.21 Kiểm tra gen thơm fgr lai F1 tổ hợp lai 116 3.22 Quan sát lai hệ F1 tổ hợp lai 117 3.23 Kết lai tạo tổ hợp lai bố mẹ 118 3.24 Kết lai tạo tổ hợp lai BC5 vụ mùa 2013 đánh giá lai BC5F1 vụ xuân 2014 119 3.25 Kết chọn cá thể mang gen mục tiêu quần thể F3 tổ hợp lai vụ mùa 2012 123 3.26 Bảng ký hiệu dòng chọn 124 3.27 Kết chọn dòng lúathơmkhángbệnhbạc hệ F4 vụ xuân 2013 124 3.28 Kết chọn dòng lúathơmkhángbệnhbạc hệ F5 vụ mùa 2013 125 3.29 Danh sách dòng lúathơmkhángbệnhbạc hệ F6 chọn vụ mùa 2013 126 3.30 Kết kiểm tra gen mục tiêu dòng lúachọn hệ F6 127 3.31 Mức kháng/nhiễm dòng giốnglúachọn hệ F6 đối 129 viii ... trạng mùi thơm lúa 19 1.3.3 Chỉ thị phân tử liên kết với gen qui định tính trạng mùi thơm lúa 22 1.3.4 Kết ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa thơm 24 1.4 Nghiên cứu bệnh bạc thị phân tử liên... kháng bệnh bạc lúa 1.4.1 Vi khuẩn gây bệnh bạc lúa 28 1.4.2 Nguồn gen kháng thị phân tử liên kết với gen kháng 31 iii 1.4.3 Kết ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa kháng bệnh 36 bạc 1.5 Nghiên. .. TÀI LIỆU 1.1 Chọn tạo phát triển lúa thơm chất lượng cao 1.2 Ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa 1.2.1 Một số thị phân tử ADN sử dụng phổ biến nghiên cứu di truyền chọn tạo giống lúa 1.2.2 Một