NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH NÔNG SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG VIRUS CỦA CON LAI SOMA KHOAI TÂY (DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ------ ------ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TÍNH NÔNG SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG VIRUS CỦA CON LAI SOMA KHOAI TÂY (DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN) Giáo viên hướng dẫn : GS.TS. Nguyễn Quang Thạch KS.Vũ Thị Hằng Sinh viên thực hiện : Vũ Thị Lan Lớp : KSCNSH0702 – K14 V ũ T h ị L a n - L ớ p : C N S H 0 7 - 0 2 Khóa luận tốt nghiệp HÀ NỘI - 2011 2 Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới GS. TS. Nguyễn Quang Thạch, người đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài tại Viện sinh học nông nghiệp. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới cán bộ phòng Thí nghiệm CNSH Khoai tây - Viện Sinh học Nông nghiệp – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, đặc biệt là KS. Vũ Thị Hằng đã nhiệt tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập tại đây. Xin cảm ơn sâu sắc các thầy cô giáo Viện Đại học Mở Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô khoa Công nghệ sinh học đã trang bị cho tôi những kiến thức vô cùng bổ ích, giúp tôi có nền tảng thực hiện tốt đề tài này. Cuối cùng, tôi xin dành lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn luôn ở bên, động viên, an ủi tôi trong quá trình tôi thực hiện đề tài. Hà nội, ngày 25 tháng 5 năm 2011 Sinh viên Vũ Thị Lan Vũ Thị Lan Lớp: CNSH 07 - 02 i Khóa luận tốt nghiệp CÁC KÍ TỰ VIẾT TẮT • AFLP-Amplified Fragment length polymorphism • BC (Back cross) • NST. Nhiễm sắc thể • PLRV. Potato leafroll luteovirus PLRV • PVA .Potato A potyvirus • PVM. Potato M carlavirus • PVM. Potato M carlavirus • PVS. Potato S carlavirus • PVV. Potato V potyvirus • PVX .Potato X potexvirus • PVY.Potato Y potyvirus MỤC LỤC Vũ Thị Lan Lớp: CNSH 07 - 02 ii Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN .i CÁC KÍ TỰ VIẾT TẮT .ii MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ vii DANH MỤC CÁC HÌNH .ix MỞ ĐẦU 1 I. Đặt vấn đề 1 I. Đặt vấn đề 1 II. Mục đích và yêu cầu 2 II. Mục đích và yêu cầu 2 1. Mục đích 2 1. Mục đích 2 .2. Yêu cầu 2 .2. Yêu cầu .2 PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây .3 1.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây 3 1.1.1. Nguồn gốc 3 1.1.2. Phân loại .3 1.1.4. Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh của cây khoai tây .6 1.1.5. Giá trị dinh dưỡng của cây khoai tây .8 1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ khoai tây trên thế giới và ở Việt nam .9 1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ khoai tây trên thế giới và ở Việt nam .9 1.3. Bệnh virus ở khoai tây 11 1.3. Bệnh virus ở khoai tây 11 1.3.1. Tìm hiểu về virus hại khoai tây và hậu quả do virus gây ra 11 1.3.2. Giải pháp khắc phục 16 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 19 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 19 1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 19 1.4.2. Một số nghiên cứu về dung hợp tế bào trần trên đối tượng cây khoai tây ở Việt Nam .21 PHẦN II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .23 2.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu .23 Vũ Thị Lan Lớp: CNSH 07 - 02 iii Khóa luận tốt nghiệp 2.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 23 2.1.1. Đối tượng 23 2.1.2. Vật liệu 23 2.1.3 Địa điểm 23 2.1.4 Thời gian nghiên cứu .23 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 24 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 24 2.2.1. Đánh giá độ bội của một số dòng cây tái sinh 24 2.2.2. Các thí nghiệm đánh giá sự sinh trưởng, phát triển và hình thành năng suất trong điều kiện chậu vại và khả năng hình thành năng suất trong hai điều kiện trồng trọt (khí canh và địa canh) 24 2.2.3. Đánh giá khả năng kháng virus PVY thông qua lây nhiễm nhân tạo, test ELISA và chỉ thị phân tử (PCR) 26 * Phương pháp lây nhiễm nhân tạo 27 * Phương pháp lây nhiễm nhân tạo .27 2.2.4. Đánh giá chỉ tiêu hóa sinh .28 2.2.5. Xử lý số liệu .30 PHẦN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1. Kết quả đánh giá độ bội của các dòng cây tái sinh .31 3.1. Kết quả đánh giá độ bội của các dòng cây tái sinh .31 3.2. Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các dòng bố mẹ và con lai soma trong điều kiện chậu vai và khả năng hình thành năng suất trong hai điều kiện trồng trọt (khí canh và địa canh) 33 3.2. Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các dòng bố mẹ và con lai soma trong điều kiện chậu vai và khả năng hình thành năng suất trong hai điều kiện trồng trọt (khí canh và địa canh) .33 3.2.1. Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các dòng bố mẹ và con lai soma trong điều kiện chậu vại .33 3.2.2. Đánh gía năng suất của hai dòng con lai triển vọng là H76 và H79 trong điều kiện khí canh và đất 52 3.3. Kết quả đánh giá khả năng kháng virus PVY thông qua phương pháp lây nhiễm nhân tạo, test ELISA và chỉ thị phân tử 56 3.3. Kết quả đánh giá khả năng kháng virus PVY thông qua phương pháp lây nhiễm nhân tạo, test ELISA và chỉ thị phân tử 56 3.3.1. Phương pháp lây nhiễm nhân tạo và test ELISA .56 3.3.2. Phương pháp chỉ thị phân tử 61 Kết quả chiết tách và điện di kiểm tra DNA tổng số .62 Kết quả phản ứng PCR .62 3.4. Phân tích một số chỉ tiêu hóa sinh đánh giá chất lượng củ của tổ hợp PA41+PA15/H76 và H79 .63 Vũ Thị Lan Lớp: CNSH 07 - 02 iv Khóa luận tốt nghiệp 3.4. Phân tích một số chỉ tiêu hóa sinh đánh giá chất lượng củ của tổ hợp PA41+PA15/H76 và H79 .63 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 65 Kết luận 65 Kết luận 65 Đề nghị 67 Đề nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 PHỤ LỤC .72 Vũ Thị Lan Lớp: CNSH 07 - 02 v Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Sản lượng khoai tây trên thế giới, 1991-2007 9 Bảng 1.2: Diện tích , sản lượng và năng suất khoai tây của các châu lục trong các năm 2006-2007 .9 Bảng 1.3: Diện tích, năng suất, sản lượng và khoai tây giống ở Việt Nam 10 Bảng 1.4: Nhóm virus chính hại khoai tây (Beemster và DeBokx 1987; Burton 1989; Brunt et al. 1996) 13 Bảng 3.1: Chiều cao trung bình các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai H76 và H79 .34 Bảng 3.2: Chiều cao trung bình cây qua các thời kỳ theo dõi của tổ hợp PB208+ PB186/ H21-1 .36 Bảng 3.3: Chiều cao trung bình các thời kỳ theo dõi của tổ hợp PA16+ PB186/ H81-2 37 Bảng 3.4: Số lá trung bình ở các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PA41+PA15/ H79 và H76 .39 Bảng 3.5: Số lá trung bình ở các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PB208+PB186/ H21-1 40 Bảng 3.6: Số lá trung bình ở các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PA16+PB186/ H81-2 41 Bảng 3.7: Đường kính thân trung bình các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PA41+PA15/H76 và H79 .43 Bảng 3.8: Đường kính thân trung bình các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PB208+PB186/H21-1 .44 Bảng 3.9: Đường kính thân trung bình các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PA16+PB186/H81-2 44 Bảng 3.10: Năng suất và các yếu tố hình thành năng suất của các dòng khảo sát .46 Bảng 3.11: Phân loại cấp củ sau thu hoạch với các giống khoai tây khảo sát 49 Bảng 3.12 : Đặc điểm hình thái củ .50 Bảng 3.13: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 53 Bảng 3.14: Đặc điểm hình thái củ và phân loại cấp củ .54 Bảng 3.15: Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất 55 Bảng 3.16: Đặc điểm hình thái củ và phân loại củ 56 Bảng 3.17: Kết quả test Elisa kiểm tra tính kháng virus PVX các con lai và bố mẹ trước khi lây nhiễm nhân tạo .57 Bảng 3.18: Trình tự sắp xếp của các mẫu khoai tây vào giếng ELISA 57 Bảng 3.19: Kết quả test Elisa kiểm tra tính kháng virus PVY của các dòng lai và bố mẹ trước khi lây nhiễm nhân tạo 59 Bảng 3.20: Trình tự sắp xếp của các mẫu khoai tây vào giếng ELISA 59 Bảng 3.21: Trình tự sắp xếp của các mẫu khoai tây vào giếng ELISA 60 Bảng 3.22: Bảng tóm tắt đặc tính kháng virus PVY của dòng lai và “bố mẹ” .63 Bảng 3.23: Các chỉ tiêu hóa sinh 64 Vũ Thị Lan Lớp: CNSH 07 - 02 vi Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ I. Đặt vấn đề 1 II. Mục đích và yêu cầu 2 1. Mục đích 2 .2. Yêu cầu .2 1.1. Giới thiệu chung về cây khoai tây 3 1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ khoai tây trên thế giới và ở Việt nam .9 1.3. Bệnh virus ở khoai tây 11 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 19 2.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 23 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 24 * Phương pháp lây nhiễm nhân tạo .27 3.1. Kết quả đánh giá độ bội của các dòng cây tái sinh .31 Đồ thị 3.1: Kết quả xác định độ bội của mẫu nhị bội A15 (2n=2x=24) .32 Đồ thị 3.2: Kết quả độ bội của các dòng tái sinh (2n=4x=48) 32 3.2. Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các dòng bố mẹ và con lai soma trong điều kiện chậu vai và khả năng hình thành năng suất trong hai điều kiện trồng trọt (khí canh và địa canh) .33 Đồ thị 3.3: Biểu đồ thể hiện chiều cao trung bình các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PA41+PA15/H76 và H79 34 Vũ Thị Lan Lớp: CNSH 07 - 02 vii Khóa luận tốt nghiệp Đồ thị 3.4: Biểu đồ thể hiện chiều cao trung bình cây qua các thời kỳ theo dõi của tổ hợp PB208+ PB186/ H21-1 36 Đồ thị 3.5: Biểu đồ thể hiện chiều cao trung bình các thời kỳ theo dõi của tổ hợp PA16+ PB186/ H81-2 .38 Đồ thị 3.6: Biểu đồ thể hiện số lá trung bình ở các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PA41+PA15/ H79 và H76 40 Đồ thị 3.7: Biểu đồ thể hiện số lá trung bình ở các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PB208+PB186/ H21-1 41 Đồ thị 3.8: Biểu đồ thể hiện số lá trung bình ở các thời kỳ theo dõi của tổ hợp lai PA16+PB186/ H81-2 42 Đồ thị 3.9: Biểu đồ thể hiện động thái tăng trưởng đường kính thân của các dòng khảo sát 45 Đồ thị 3.10: Biểu đồ thể hiện các yếu tố cấu thành năng suất của các giống khoai tây khảo sát .48 Đồ thị 3.11: Biểu đồ thể hiện tỷ lệ các cấp củ của các giống khoai tây khảo sát 49 3.3. Kết quả đánh giá khả năng kháng virus PVY thông qua phương pháp lây nhiễm nhân tạo, test ELISA và chỉ thị phân tử 56 3.4. Phân tích một số chỉ tiêu hóa sinh đánh giá chất lượng củ của tổ hợp PA41+PA15/H76 và H79 .63 Kết luận 65 Đề nghị 67 Vũ Thị Lan Lớp: CNSH 07 - 02 viii