Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN NHƯ HẢI NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO VÀ KHAI THÁC MỘT SỐ VẬT LIỆU BỐ MẸ TRONG CHỌN GIỐNG LÚA LAI HAI DÒNG Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 62 62 05 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Nguyễn Văn Hoan 2. TS. Phạm ðồng Quảng Hà Nội - 2008 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… i i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu kết quả nghiên cứu ñược nêu trong luận án là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ một công trình nào khác, các thông tin trích dẫn sử dụng trong luận án ñều ñược ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội ngày 15 tháng 9 năm 2008 Tác giả Nguyễn Như Hải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ii ii LỜI CÁM ƠN *** Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Văn Hoan, TS. Phạm ðồng Quảng ñã tận tình hướng dẫn và tạo mọi ñiều kiện ñể tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc GS.TS. Phạm Ngọc Thụy, TS. Nguyễn Văn Ảnh, PGS.TS. Nguyễn Văn ðĩnh, TS. Nguyễn Tuấn Sơn và các thày cô khoa Sau ñại học, Bộ môn Di truyền giống-Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tận tình giúp ñỡ và tạo ñiều kiện ñể tôi hoàn thành luận án. Tôi xin cảm ơn TS. Hà Văn Nhân, cùng tập thể Bộ môn Kỹ thuật hạt giống, Viện Cây lương thực và cây thực phẩm. Tôi xin cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Thị Trâm, PGS.TS. Nguyễn Trí Hoàn, GS.TS. Hoàng Tuyết Minh, GS.TS.Trần Duy Quý ñã nhiệt tình chỉ bảo và giúp ñỡ tôi hoàn thiện thêm luận án. Tôi xin cảm ơn TS. Trịnh Khắc Quang, ThS. Phạm Thiên Lương ñã tạo nhiều ñiều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành công trình này. Luận án này ñược hoàn thành còn có sự giúp ñỡ tận tình của nhiều ñồng nghiệp trong và ngoài cơ quan, cùng với sự ñộng viên khuyến khích của gia ñình trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 15 tháng 9 năm 2008 Tác giả Nguyễn Như Hải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iii iii MỤC LỤC Lời cam ñoan .i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Các chữ viết tắt ñược sử dụng trong luận án .vi Danh mục các bảng viii Danh mục các sơ ñồ… x Danh mục các hình ảnh x MỞ ðẦU . 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI 1 2. MỤC TIÊU CỦA ðỀ TÀI 3 3. ðỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI . 5 1.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI .5 1.2. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KHAI THÁC ƯU THẾ LAI Ở CÂY LÚA 7 1.2.1. HIỆN TƯỢNG BẤT DỤC ðỰC Ở LÚA .25 1.2.2 ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA CÁC DÒNG EGMS 26 1.2.3 ỨNG DỤNG HIỆN TƯỢNG BẤT DỤC ðỰC TRONG CHỌN GIỐNG LÚA LAI HAI DÒNG 29 1.2.4 PHƯƠNG PHÁP CHỌN BỐ MẸ ðỂ TẠO CÁC TỔ HỢP LAI CÓ ƯU THẾ LAI CAO .32 1.2.5 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THỤ PHẤN NGOÀI CỦA CÁC DÒNG TGMS .34 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iv iv 1.2.6 CHỌN LỌC DÒNG PHỤC HỒI HỮU DỤC CHO DÒNG EGMS 35 1.3 CHIẾN LƯỢC CHỌN TẠO VÀ NÂNG CAO ƯU THẾ LAI Ở LÚA .37 1.3.1 SỬ DỤNG KIỂU CÂY MỚI Ở IRRI VÀ CẢI TIẾN HÌNH THÁI 38 1.3.2 CHỌN TẠO LÚA LAI 2 DÒNG SỬ DỤNG CÁC CÁC DÒNG CÓ KIỂU CÂY MỚI (NTP) 38 1.3.3 SỬ DỤNG ƯU THẾ LAI GIỮA CÁC LOÀI PHỤ .39 1.3.4 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CHỌN GIỐNG LÚA LAI .42 1.3.5 SỬ DỤNG NHÓM ƯU THẾ LAI ðỂ PHÁT TRIỂN CÁC TỔ HỢP LÚA LAI MỚI 43 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT LÚA LAI CỦA VIỆT NAM 43 CHƯƠNG 2 NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU48 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .48 2.2 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU (PHỤ LỤC 1, 2) .49 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .50 2.4 THỜI GIAN VÀ ðỊA ðIỂM NGHIÊN CỨU 57 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN . 59 3.1 KẾT QUẢ CHỌN TẠO MỘT SỐ DÒNG TGMS MỚI .59 3.1.1 CHỌN TẠO DÒNG TGMS MỚI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LAI HAI DÒNG TGMS 59 3.1.2 KẾT QUẢ PHÂN LẬP CÁC DÒNG TGMS TỪ NGUỒN GIỐNG NHẬP NỘI 62 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… v v 3.1.3 KẾT QUẢ ðÁNH GIÁ MỘT SỐ ðẶC ðIỂM NÔNG HỌC CỦA CÁC DÒNG TGMS MỚI 64 3.1.4 KẾT QUẢ ðÁNH GIÁ ðỘ ỔN ðỊNH CỦA CÁC DÒNG TGMS MỚI TRONG ðIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC ðỒNG BẰNG BẮC BỘ 78 3.2. ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỦA CÁC DÒNG BỐ MẸ TRONG TẬP ðOÀN VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 82 3.2.1 ðÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỦA MỘT SỐ DÒNG ðỘT BIẾN TRIỂN VỌNG 84 3.2.2 PHÂN TÍCH SỰ ðA DẠNG DI TRUYỀN CỦA NGUỒN VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 88 3.2.3 PHÂN TÍCH MỘT SỐ THÔNG SỐ DI TRUYỀN VÀ KHẢ NĂNG KẾT HỢP CỦA CÁC DÒNG BỐ MẸ ðƯỢC LỰA CHỌN .97 3.3 KẾT QUẢ ðÁNH GIÁ MỘT SỐ TỔ HỢP LAI TRIỂN VỌNG.116 3.3.1 KẾT QUẢ ðÁNH GIÁ MỘT SỐ TỔ HỢP LAI ðƯỢC LỰA CHỌN . 116 3.3.2 KẾT QUẢ ðÁNH GIÁ MỘT SỐ TỔ HỢP LAI TRIỂN VỌNG 119 3.3.3 KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM QUỐC GIA TỔ HỢP LAI 103S/ðB5 (VL1) .123 3.4. KẾT QUẢ BƯỚC ðẦU NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT HẠT LAI F1 VÀ NHÂN DÒNG MẸ CỦA HAI TỔ HỢP LAI VL1 VÀ TG1/ðB6 .125 3.4.1 KẾT QUẢ BƯỚC ðẦU NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT SẢN XUẤT HẠT LAI F1 CỦA 2 TỔ HỢP LAI VL1 VÀ TG1/ðB6 125 3.4.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NHÂN DÒNG MẸ TG1 128 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vi vi KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ . 132 NHỮNG CÔNG TRÌNH ðà CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ðẾN LUẬN ÁN 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 136 PHẦN PHỤ LỤC Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vii vii NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT ðƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN Chữ viết tắt Nghĩa BSA: Bulkd Segregant Analysis Phương pháp phân tích thể phân ly theo nhóm CMS: Cytoplasmic Male Sterile Bất dục ñực tế bào chất, ký hiệu là dòng A Dòng B: Maintainer line Dòng duy trì bất dục cho ñực cho dòng A Dòng R: Restorer line Dòng phục hồi hữu dục cho dòng A EGMS: Environmental-sensitive Genic Male Sterility Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với ñiều kiện môi trường F: (Fertile) Hữu dục GCA: General Combining Ability Khả năng kết hợp chung Hs: Standard heterosis Ưu thế lai chuẩn IRRI: International Rice Research Institute Viện Nghiên cứu lúa quốc tế LƯBC Lưỡng ưu bội cửu NTP: New Plant Type Kiểu cây mới NƯ 838 Nhị ưu 838 P: Photoperiod Chu kỳ chiếu sáng TGMS: Thermo- sensitive Genic Male Sterile Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cả m với nhiệt ñộ PGMS: Photoperiod-sensitive Genic Male Sterile Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ P(T)GMS: Photoperiod and thermo- sensitive Genic Male Sterile Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với quang chu kỳ và nhiệt ñộ T(P)GMS: Thermo and Photoperiod - sensitive Genic Male Sterile Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ và quang chu kỳ. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… viii viii PDGMR: Pingxiang Dominant Genic Male Sterile Rice Lúa bất dục ñực mang gen trội QTL: Quantitative trait loci Locus tính trạng số lượng RAPD: Rapid analysis polymorphysm DNA Phân tích nhanh ña hình ñộ dài mảnh phân cắt ADN RFLP: Restriction fregmenth length polymorphysm ða hình ñộ dài ñoạn giới hạn RCBD: Randomized complete block design Kiểu khối ngẫu nhiên hoàn toàn SCA: Special Combining Ability Khả năng kết hợp riêng S: Sterile Bất dục SSR: Simple sequence repeat Lặp trình tự ñơn T: Temperature Nhiệt ñộ TGMS: Thermo- sensitive Genic Male Sterile Bất dục ñực di truyền nhân mẫn cảm với nhiệt ñộ UTL Ưu thế lai Var.gca: Variance of general combining ability Phương sai khả năng kết hợp chung Var.sca: Variance special combining ability Phương sai khả năng kết hợp riêng WA: Wild Abortion Dòng bất dục ñực tế bào chất dạng hoang dại WCG: Wide compatibility gene Gen tương hợp rộng Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn Tin s khoa hc Nụng nghip ix ix DANH MC CC BNG S LIU TT Tờn bng Trang 1.1 iu kin nhit ủ v ỏnh sỏng trong phytotron ủ ủỏnh giỏ cỏc dũng EGMS 23 2.1.a Cụng thc x lý ngng chuyn ủi tớnh dc cỏc dũng TGMS 49 2.1.b Cụng thc x lý ngng chuyn ủi tớnh dc cỏc dũng TGMS 50 3.1 c tớnh nụng sinh hc ca cỏc dũng TGMS mi phõn lp 56 3.2 Kt qu phõn lp dũng TGMS trong tp ủon ging nhp ni 59 3.3 Cỏc dũng TGMS mi chn to 60 3.4 T l ht phn hu dc v t l kt ht ca cỏc dũng TGMS qua cỏc thỏng trong ủiu kin t nhiờn (%) 62 3.5 Thi k cm ng nhit ủ v t l ht phn hu dc ca cỏc dũng TGMS cỏc ch ủ nhit khỏc nhau 65 3.6 nh hng ca cỏc mc nhit ủ x lý ủn s chuyn húa tớnh dc ht phn ca cỏc dũng TGMS 65 3.7 Đặc tính bất dục-hữu dục của các dòng TGMS 66 3.8 Một số tính trạng nông học của các dòng TGMS 68 3.9 Đặc điểm hình thái lá đòng của các dòng TGMS 68 3.10 Đặc điểm cấu trúc hoa của các dòng TGMS 70 3.11 Tập tính nở hoa và tỷ lệ kết hạt sau ngày nở hoa của các dòng TGMS 71 3.12 Tỷ lệ kết hạt của các dòng TGMS khi lai với dòng bố 72 3.13 Khả năng chống chịu sâu bệnh và điều kiện ngoại cảnh bất thuận của các dòng TGMS trong điều kiện tự nhiên 73 3.14 Thời gian bất dục của các dòng TGMS trong điều kiện tự nhiên 74 3.15 Độ biến động một số tính trạng nông học của các dòng TGMS ở vụ thứ 3 sau phân lập dòng thuần 75 . chọn tạo và khai thác một số vật liệu bố mẹ trong chọn giống lúa lai hai dòng 2. Mục tiêu của ñề tài - Chọn tạo và phân lập một số dòng bố mẹ ưu việt,. DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN NHƯ HẢI NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO VÀ KHAI THÁC MỘT SỐ VẬT LIỆU BỐ MẸ TRONG CHỌN GIỐNG LÚA LAI HAI DÒNG