Nghiên cứu cải tiến năng suất một số dòng giống lúa bằng chỉ thị phân tử tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ THÚY ANH NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN NĂNG SUẤT MỘT SỐ DÒNG/GIỐNG LÚA BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9420201 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NƠNG NGHIỆP HÀ NỘI, 2018 Cơng trình đƣợc hồn thành tại: VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS Trần Trung PGS.TS Trần Đăng Khánh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vào ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án thƣ viện: Thƣ viện Quốc gia Việt Nam Thƣ viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyễn Thị Thúy Anh, Trần Trung, Khuất Hữu Trung, Lê Hùng Lĩnh, Tạ Hồng Lĩnh, Hoàng Kim Thành, Thân Thị Thành, Nguyễn Như Toản, Nguyễn Thị Loan, Trần Đăng Khánh (2016), “Ứng dụng thị phân tử chọn lọc cá thể BC 1F1 (tổ hợp lai KD18/KC25) mang QTL/gen tăng số hạt bơng có di truyền cao giống nhận gen”, Hội thảo quốc gia Khoa học Cây trồng lần thứ hai, tr 331-336, Nhà xuất Nông nghiệp Nguyễn Thị Thúy Anh, Trần Trung, Khuất Hữu Trung, Trần Đăng Khánh (2017), “Ứng dụng thị phân tử chọn lọc cá thể mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt quần thể BC2F1 để cải tiến suất giống lúa Khang dân 18”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 6, tr 1-6 Nguyễn Thị Thúy Anh, Trần Trung, Khuất Hữu Trung, Lê Hùng Lĩnh, Trần Đăng Khánh (2017), “Chọn lọc cá thể mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt quần thể BC 2F1 để cải tiến suất dòng NPT1 nhờ ứng dụng thị phân tử”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, số 12, tr 37-40 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết luận án Lúa (Oryza sativa L.) lương thực quan trọng Việt Nam, đồng thời nguồn cung cấp thức ăn cho nửa dân số giới Hiện nay, trước áp lực dân số ngày tăng nhanh, với giảm dần diện tích đất nơng nghiệp ảnh hưởng cực đoan từ biến đổi khí hậu ảnh hưởng lớn đến suất diện tích trồng lúa Những năm gần đây, với phát triển mạnh mẽ công nghệ sinh học đại, nhiều thị phân tử liên kết với tính trạng cấu thành suất xác định Các nhà khoa học, nhà chọn giống bắt đầu quan tâm nhiều tới vấn đề ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống Phương pháp chọn giống nhờ thị phân tử lai trở lại (MABC) đưa nhằm chọn tạo giống nhanh chóng hiệu Từ vấn đề nêu cho thấy việc ứng dụng thị phân tử lai trở lại việc lai chuyển QTL/gen tăng suất vào giống lúa trồng đại trà vấn đề cấp thiết Vì xây dựng luận án: “Nghiên cứu cải tiến suất số dòng/giống lúa thị phân tử” Mục tiêu nghiên cứu Sử dụng phương pháp chọn giống nhờ thị phân tử lai trở lại để lai chuyển QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt bơng, từ nhằm cải tiến suất số dòng/giống lúa trồng đại trà dòng lúa mới, triển vọng cho vùng đồng sông Hồng Nội dung nghiên cứu 3.1 Đánh giá nguồn vật liệu phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa 3.2 Sử dụng thị phân tử khảo sát đa hình dòng/giống cho nhận QTL/gen 3.3 Cải tiến suất giống lúa trồng đại trà cho đồng sơng Hồng dòng NPT (Dạng hình mới) triển vọng thị phân tử lai trở lại 3.4 Trồng thử nghiệm đánh giá số dòng/giống triển vọng Ý nghĩa khoa học thực tiễn 4.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu cung cấp thêm nhiều thông tin, dẫn liệu khoa học phục vụ công tác chọn tạo giống lúa phương pháp ứng dụng thị phân tử lai trở lại Những thành công công tác chọn giống phương pháp MABC nhằm chuyển QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt bơng vào số dòng/giống lúa mở khả ứng dụng rộng rãi công tác chọn tạo giống lúa nói chung 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Sử dụng phương pháp chọn giống nhờ thị phân tử lai trở lại chọn lọc nhanh chóng xác nguồn QTL/gen tăng số hạt bông, quy tụ vào giống lúa trồng phổ biến đồng sơng Hồng dòng lúa triển vọng, nhờ rút ngắn thời gian chọn lọc đồng ruộng, giúp khắc phục hạn chế phương pháp chọn giống truyền thống Những dòng/giống lúa triển vọng chọn lọc nguồn vật liệu khởi đầu quan trọng phục vụ cho công tác chọn tạo giống, cải tiến suất lúa cho vùng đồng sông Hồng, giúp đảm bảo an ninh lương thực tăng thu nhập cho người trồng lúa Những đóng góp luận án - Đây cơng trình nghiên cứu Việt Nam ứng dụng thị phân tử phương pháp lai trở lại lai chuyển thành công QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt bơng để cải tiến suất lúa - Nghiên cứu xác định thị đa hình dòng/giống cho gen dòng/giống nhận gen vị trí QTL/gen yd7 để chọn lọc cá thể mang gen mục tiêu thị đa hình trải 12 NST để chọn lọc di truyền - Cải tiến thành công suất số dòng/giống lúa nhờ thị phân tử lai trở lại mà không làm thay đổi tính trạng q giống gốc Trong đó, chọn tạo dòng K2 có suất tăng 28,3% so với giống đối chứng Khang dân 18, dòng N8 có suất tăng 9,4% so với dòng đối chứng NPT1 Cấu trúc luận án Luận án trình bày gồm 137 trang khơng kể phụ lục, 55 hình 33 bảng Luận án sử dụng 120 tài liệu tham khảo, gồm 21 tài liệu tiếng Việt, 98 tài liệu tiếng Anh trang web CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Ứng dụng thị di truyền chọn tạo giống lúa 1.1.1 Khái niệm phân loại thị di truyền Chỉ thị di truyền vị trí đặc biệt nhiễm sắc thể, sử dụng cho phân tích hệ gen, để phân biệt cá thể khác loài Các thị di truyền thường liên kết với gen di truyền theo qui luật di truyền [17], [54] Chỉ thị di truyền chia thành hai loại: thị truyền thống thị ADN Từ cuối kỷ 20, nhà khoa học phân loại thị di truyền thành nhóm: thị hình thái; thị sinh hóa; thị phân tử ADN [17], [47] 1.1.2 Ứng dụng thị phân tử nghiên cứu chọn giống Chỉ thị phân tử sử dụng nghiên cứu di truyền, biến dị hệ gen, tiến hóa chọn lọc liên kết alenalen alen với tính trạng kiểu hình Chọn giống nhờ thị chọn giống nhờ thị lai trở lại xem dạng đơn giản chọn giống nhờ ứng dụng thị Mục đích MABC chuyển một vài QTL/gen quan tâm từ nguồn vật liệu di truyền vào dòng/giống ưu tú để cải tiến tính trạng mục tiêu 1.2 Ứng dụng thị phân tử cải tiến suất lúa 1.2.1 Khái quát suất yếu tố cấu thành suất Năng suất yếu tố cấu thành suất lúa tạo thành yếu tố: số khóm, số hạt bơng khối lượng nghìn hạt Trong tính trạng số bơng khóm lại phụ thuộc vào khả đẻ nhánh, số nhánh hữu hiệu Số hạt yếu tố cấu thành gồm: số nhánh con, tỷ lệ tạo hạt bơng Khối lượng nghìn hạt quy định ba yếu tố: chiều dài, chiều rộng độ dày hạt [45], [48], [78], [106] 1.2.2 Các gen/QTL liên kết với tính trạng suất Tính trạng cấu thành suất tính trạng nơng học phức hợp nhiều gen quy định, tính trạng di truyền số lượng (QTL) Cho tới nay, hàng trăm QTL liên quan tới tính trạng suất xác định phân bổ toàn hệ gen lúa 1.2.3 Ứng dụng thị phân tử cải tiến suất lúa Lúa lương thực quan trọng cung cấp lương thực cho người Chính lúa đối tượng nghiên cứu nhiều nhất, ứng dụng kĩ thuật tiên tiến để cải tiến suất Với thông tin nhân QTL, với hệ thống thị liên kết chặt với QTL, nhiều chương trình chọn tạo giống nhờ thị phân tử thực để cải tiến suất lúa Từ năm 1995, dựa phân tích thị phân tử thí nghiệm đồng ruộng, nhà nghiên cứu Trung Quốc xác định hai QTL từ dòng lúa hoang dại O rufipogon yld1 yld2 Mỗi QTL góp phần làm tăng suất lúa thêm 18% so với dòng lúa lai Weiyou 64 Ashikari cộng (2005) tạo dòng lai lúa Japonica Koshihikari lúa Indica Habataki Hai dòng mang gen Gn1 Ph1 lai với tăng 23% sản lượng chiều cao giảm 20% so với Koshihikari [26] Nghiên cứu đặc điểm này, Zhang cộng (2012) đưa báo cáo có QTL quy định chiều dài hạt qGL3 Trong điều kiện đồng ruộng, dòng NIL mang alen qGL3 biểu tăng 16,20% suất [115] Nghiên cứu tính trạng số nhánh bông, Sasaki cộng (2017) phát QTL qTSN12 có nguồn gốc từ giống lúa dạng kiểu hình YTH83 Trong quần thể dòng NIL tạo thành từ tổ hợp lai giống lúa IR64 YTH83, suất lúa tăng từ 18% đến 36% [79] 1.3 Nghiên cứu ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa Việt Nam Ở Việt Nam, nghiên cứu ứng dụng thị phân tử chọn giống thực tế triển khai từ năm cuối kỷ trước Các tính trạng quan tâm nghiên cứu đối tượng lúa Việt Nam bao gồm suất, chất lượng gạo, mùi thơm, đặc tính kháng bệnh (bạc lá, đạo ôn, rầy nâu, virut) chống chịu (ngập, mặn, hạn, nóng) nghiên cứu hệ gen lúa phục vụ chọn tạo giống Tuy nhiên, nước ta chưa có cơng trình nghiên cứu chuyên sâu QTL/gen quy định tính trạng suất, nhà chọn giống giới thu kết khả quan ứng dụng thị phân tử để cải tiến suất lúa Chính mục tiêu đề tài luận án ứng dụng MABC để chuyển QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt bơng vào số giống lúa trồng đại trà Việt Nam, từ giúp cải tiến suất lúa CHƢƠNG VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu 2.1.1 Các dòng/giống lúa làm vật liệu nghiên cứu - 13 dòng chọn làm dòng cho gen dòng mang QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt - Nguồn vật liệu nhận gen bao gồm giống Khang dân 18 trồng phổ biến vùng đồng sơng Hồng dòng lúa triển vọng NPT1 cung cấp Viện Di truyền Nông nghiệp 2.1.2 Chỉ thị phân tử dùng nghiên cứu Nghiên cứu sử dụng thị SSR liên kết với QTL yd7 để chọn lọc cá thể mang gen 156 thị SSR trải 12 NST sàng lọc đa hình bố mẹ, đánh giá di truyền 2.1.3 Hóa chất thiết bị 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu *Địa điểm nghiên cứu: - Thí nghiệm triển khai tại: Bộ môn Sinh học Phân tử, Bộ môn Kĩ thuật Di truyền-Viện Di truyền Nông nghiệp, Trung tâm Chuyển giao Cơng nghệ Khuyến nơng (Thanh Trì, Hà Nội), khu đồng ruộng thí nghiệm thuộc phường Tây Mỗ (Từ Liêm, Hà Nội); xã Lại Yên (Hoài Đức, Hà Nội) * Thời gian nghiên cứu: Từ năm 2013 đến năm 2017 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng Phƣơng pháp lai hữu tính, lai trở lại dòng/giống cho nhận QTL/gen Phƣơng pháp chọn giống nhờ thị phân tử Lai tạo F1 dòng/giống cho nhận QTL/gen Phát triển quần thể BCnFn phương pháp lai truyền thống Sử dụng thị phân tử SSR, xác định mang QTL/gen có di truyền gần với giống nhận gen quần thể BC1F1, BC2F1, BC3F1 Phƣơng pháp đánh giá khả chống chịu, suất yếu tố cấu thành suất dòng, giống lúa nghiên cứu Các tiêu đánh giá theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Khảo nghiệm giá trị canh tác giá trị sử dụng giống lúa (QCVN01-55: 2011/BNNPTNT) Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn ban hành năm 2011 Một số kỹ thuật sử dụng phòng thí nghiệm: Kỹ thuật tách chiết tinh ADN , Phương pháp PCR với mồi SSR, Phương pháp điện di Phƣơng pháp phân tích kết xử lý số liệu Thí nghiệm đồng ruộng (khảo sát, đánh giá) xử lý theo chương trình IRRISTAT 5.0; Excel 2007 Kỹ thuật thu thập số liệu phân tích số liệu phòng thí nghiệm xử lý phần phần mềm Graphical Genotypes (GGT 2.0) số phương pháp phân tích thống kê thơng dụng khác CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đánh giá nguồn vật liệu phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa - Đánh giá số tính trạng nơng sinh học 13 dòng/giống cho QTL/gen cho thấy, dòng KC25 dòng có tiềm năng suất cao nhất, có khả chống chịu sâu bệnh mức khá, đặc biệt dòng KC25 có độ dòng lại Vì vậy, dòng KC25 lựa chọn giống cho QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt - Kết sử dụng thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể quần thể BC2F1 Kết hợp sử dụng hai thị RM500 RM21615 chọn lọc 15 cá thể lai BC2F1 mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt gồm cá thể số: 8, 18, 22, 32, 35, 42, 56, 59, 60, 61, 70, 86, 88, 97 101 Hình 3.14: Kết điện di sàng lọc cá thể quần thể BC2F1 (tổ hợp KD18/KC25) với thị RM500 L: 50bp ladder; M: KD18; B: KC25; A: Đồng hợp tử; H: Dị hợp tử; 1-61: Các cá thể quần thể BC2F1 Hình 3.15: Kết điện di sàng lọc cá thể quần thể BC2F1 (tổ hợp KD18/KC25) với thị RM21615 L: 50bp ladder; M: KD18; B: KC25; A: Đồng hợp tử; H: Dị hợp tử; 1-61: Các cá thể BC2F1 Mười lăm cá thể lai BC2F1 mang QTL/gen đủ điều kiện để kiểm tra di truyền với 62 thị đa hình trải 12 NST Qua phân tích đánh giá di truyền, cá thể số 61 cá thể số 59 mang 10 QTL/gen tăng số hạt bơng xác định có di truyền cao giống nhận gen đạt 91,8 % 92,3% - Kết sử dụng thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể quần thể BC3F1 Sử dụng thị đa hình vị trí QTL yd7 gồm RM445, RM500, RM21615, 24 cá thể mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt xác định bao gồm cá thể: 1, 5, 6, 7, 9, 10, 14, 19, 21, 22, 25, 28, 29, 30, 37, 38, 46, 48, 61, 67, 70, 74, 79 95 tương ứng Hình 3.20: Kết điện di cá thể BC3F1 (tổ hợp KD18/KC25) với thị RM500 1-95: Các cá thể BC3F1; M: Khang dân 18; B: KC25; L: Ladder 50bp Đánh giá 24 cá thể mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt với 62/65 thị đa hình trải 12 NST, số liệu xử lý chương trình phần mềm GGT2 xác định cá thể C1-74-59-14 mang di truyền giống Khang dân18 nhất, đạt xấp xỉ 100% (hình 3.23) 11 Hình 3.23: Bản đồ di truyền cá thể C1-74-59-14 hệ BC3F1 tổ hợp KD18/KC25 A: Đồng hợp tử với Khang dân 18; B: Đồng hợp tử với KC25; H: Dị hợp tử; U: Mẫu không biểu - Kết sử dụng thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể quần thể BC3F2 Sử dụng ba thị RM445, RM500 RM21615 chọn lọc 11 cá thể BC3F2 mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt đồng hợp tử với KC25 vị trí thị liên kết chặt với QTL/gen yd7 gồm cá thể số: 12, 21, 23, 24, 26, 34, 53, 56, 73, 85 95 Các cá thể cho tự thụ, tiếp tục đánh giá đồng ruộng để chọn dòng 3.3.2 Kết sử dụng thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể lai tổ hợp lai NPT1/KC25 12 - Kết sử dụng thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể quần thể BC1F1 Hình 3.27: Kết điện di sàng lọc cá thể BC1F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với thị RM445 1-62: Các cá thể BC1F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp Như vậy, việc sử dụng thị RM445, RM500 xác định 19 cá thể dị hợp tử với NPT1 gồm cá thể số: 1, 5, 6, 10, 11, 15, 19, 20, 24, 25, 26, 27, 31, 33, 40, 46, 48, 51 54 Các cá thể mang QTL/gen yd7 tăng số hạt bông, đủ điều kiện sàng lọc, kiểm tra di truyền Hình 3.28: Kết điện di sàng lọc cá thể BC1F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với chỉ thị RM500 1-62: Các cá thể BC1F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp Kết phân tích di truyền cho thấy cá thể số 54 có di truyền cao giống NPT1 đạt 81,2% Như vậy, cá thể số 54 chọn để tiếp tục lai tạo phát triển quần thể BC2F1 - Kết sử dụng thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể quần thể BC2F1 13 Sử dụng 03 thị RM445, RM500 RM21615 xác định 10 cá thể mang QTL/gen gồm cá thể số: 9, 13, 14, 30, 98, 99, 122, 124, 142 143 Các cá thể mang QTL/gen tiến hành kiểm tra di truyền Kết phân tích cho thấy cá thể số C37-54122 có di truyền giống NPT1 đạt 96,2% Hình 3.33: Kết điện di sàng lọc cá thể BC2F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với thị RM500 1-36: Các cá thể BC2F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp Hình 3.34: Kết điện di sàng lọc cá thể BC2F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với thị RM21615 1-36: Các cá thể BC2F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp - Kết sử dụng thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể quần thể BC3F1 Hình 3.38: Kết điện di sàng lọc cá thể BC3F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với thị RM500 1-27: Các cá thể BC3F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp 14 Hình 3.39: Kết điện di sàng lọc cá thể BC3F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với thị RM21615 1-27: Các cá thể BC3F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp Như vậy, việc sử dụng kết hợp 03 thị RM445, RM500 RM21615 chọn lọc 13 cá thể BC3F1 mang QTL/gen yd7 tăng số hạt gồm cá thể số: 1, 30, 35, 39, 40, 46, 47, 48, 49, 51, 52, 59 cá thể số 76 Hình 3.41: Bản đồ di truyền cá thể C37-122-51 hệ BC3F1 tổ hợp NPT1/KC25 A: Đồng hợp tử với NPT1; B: Đồng hợp tử với KC25; H: Dị hợp tử; U: Mẫu không biểu 15 Các cá thể kiểm tra di truyền mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt Kết xác định hai cá thể cá thể C37-122-51 cá thể C37-122-59 mang di truyền gần với NPT1 locus đạt gần 100% - Kết sử dụng thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể quần thể BC3F2 Kết sàng lọc với thị RM445, RM500 RM21615, thu 10 cá thể có kiểu gen đồng hợp tử với bố thị cá thể số: 19, 32, 38, 51, 57, 78, 99, 103, 107 121 Các cá thể cho tự thụ, tiếp tục đánh giá đồng ruộng để chọn dòng 3.4 Trồng thử nghiệm đánh giá số dòng/giống triển vọng 3.4.1 Kết trồng thử nghiệm đánh giá số dòng/giống triển vọng tổ hợp KD18 x KC25 - Kết đánh giá suất yếu tố cấu thành suất dòng/giống triển vọng tổ hợp KD18 x KC25 (thế hệ BC3F3) Hình 3.45: Năng suất thực thu dòng triển vọng (tổ hợp KD18/KC25) so với giống đối chứng vụ Xuân 2016 16 Bảng 3.12: Các yếu tố cấu thành suất dòng triển vọng (tổ hợp KD18/KC25) vụ Xuân 2016 Hoài Đức - Hà Nội Tổng số hạt/bông Số hạt chắc/ Tỷ lệ hạt (%) KL 1000 hạt (g) NSLT (tạ/ha) NSTT (tạ/ha) Dòng Bơng/ khóm K1 5,8 298,8 227,1 76,0 20,0 106,5 71,4 K2 6,0 279,5 229,8 82,2 20,4 113,2 72,3 K3 5,3 250,3 216,8 86,6 20,0 92,6 64,3 K4 4,6 241,2 191,9 79,6 24,8 86,6 60,7 K5 6,8 237,8 188,2 79,1 20,7 107,7 73,9 K6 4,8 250,5 208,6 83,3 22,2 89,1 61,8 K7 5,6 291,1 252,5 86,7 20,1 115,5 75,1 K8 5,4 281,6 224,9 79,9 20,8 101,5 70,4 K9 5,8 282,5 230,9 81,7 20,1 107,2 72,9 K10 6,5 249,4 143,2 57,4 22,3 83,8 55,7 K11 6,3 248,9 216,7 87,1 20,3 112,4 70,3 KD18 (đ/c) CV% 5,5 192,1 168,5 87,7 20,1 74,7 54,8 LSD0,05 10,7 13,4 Bảng 3.12 cho thấy, hầu hết tiêu theo dõi có sai khác đáng kể dòng thí nghiệm giống đối chứng KD18 Đặc biệt, dòng triển vọng thí nghiệm có số hạt/bơng tương đối cao cao giống đối chứng KD18 Điều chứng tỏ việc ứng dụng thị phân tử lai chuyển thành cơng QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt vào giống lúa trồng phổ biến vùng đồng sơng Hồng Qua bảng 3.12 hình 3.44 cho thấy hầu hết dòng tham gia thí nghiệm có NSTT cao đối chứng KD18 Dòng có NSTT cao 17 dòng K7 đạt 75,1 tạ/ha, có 07 dòng có NSTT >7 tấn/ha Bảy dòng triển vọng tiếp tục lựa chọn để đánh giá vụ - Kết đánh giá suất yếu tố cấu thành suất dòng triển vọng tổ hợp KD18xKC25 (thế hệ BC3F4) Qua bảng 3.15 cho thấy, hầu hết tiêu theo dõi dòng thí nghiệm cao so với giống đối chứng KD18 Đặc biệt tiêu số hạt bơng dòng cao giống đối chứng KD18 rõ rệt Dòng có số hạt bơng cao dòng K1 có 285,8 số hạt bơng, KD18 có 188,1 hạt Bảng 3.15: Các yếu tố cấu thành suất dòng triển vọng (tổ hợp KD18/KC25) vụ Mùa 2016 Hoài Đức - Hà Nội Tỷ lệ hạt (%) KL 1000 hạt (g) NSLT (tạ/ha) NSTT (tạ/ha) Dòng Bơng/ khóm Tổng Số hạt/bơng Số hạt chắc/ K1 6,8 285,8 237,9 83,2 19,2 108,7 71,9 K2 6,9 279,0 229,6 82,3 19,9 110,3 73,2 K5 7,8 240,2 189,4 78,9 20,7 107,0 70,3 K7 6,6 245,9 214,8 87,4 19,5 96,8 62,7 K8 6,5 279,7 241,9 86,5 20,2 111,2 70,4 K9 6,6 275,8 230,7 83,6 21,2 113,0 72,9 K11 7,4 258,2 218,1 84,5 19,8 111,8 71,9 KD18(đ/c) 6,5 188,1 155,5 88,8 21,3 75,4 57,7 CV % 8,1 LSD0,05 10,8 Qua đánh giá đặc điểm nông sinh học yếu tố cấu thành suất dòng tham gia thí nghiệm, chúng tơi lựa chọn dòng K2 có suất thực thu cao nhất, đạt 73,2 tạ/ha, cao giống KD18 đối chứng 15,5 tạ/ha tăng 26,8% suất 18 Hình 3.46: Năng suất thực thu dòng triển vọng (tổ hợp KD18/KC25) so với giống đối chứng vụ Mùa 2016 3.4.2 Kết trồng thử nghiệm đánh giá số dòng/giống triển vọng tổ hợp NPT1 x KC25 - Kết đánh giá suất yếu tố cấu thành suất dòng/giống thí nghiệm tổ hợp NPT1xKC25 (thế hệ BC3F3) Hình 3.48: Năng suất thực thu dòng triển vọng (tổ hợp NPT1/KC25) so với giống đối chứng vụ Xuân 2016 19 Số liệu kết từ bảng 3.18 cho thấy, hầu hết tiêu theo dõi có khác biệt dòng với khác với dòng đối chứng NPT1 Ta thấy có dòng có suất thực thu cao tấn/ha cao dòng đối chứng NPT1 Đó dòng N2, N3, N4, N8 N9 Các dòng triển vọng có suất thực thu cao tiếp tục gieo trồng vào vụ Bảng 3.18: Các yếu tố cấu thành suất dòng triển vọng (tổ hợp NPT1/KC25) vụ Xn 2016 Hồi Đức - Hà Nội Dòng Bơng/ khóm Tổng Số hạt/ bơng Số hạt chắc/ bơng Tỷ lệ hạt (%) KL 1000 hạt (g) NSLT (tạ/ha) NSTT (tạ/ha) N1 5,7 214,3 185,8 85,3 21,4 90,6 67,1 N2 5,7 228,0 200,7 88,0 23,6 108,0 76,6 N3 6,0 229,4 202,3 88,1 22,0 106,8 74,1 N4 5.4 248,3 213,0 85,8 23,8 109,5 76,6 N5 5,4 237,3 180,3 76,0 23,6 92,0 68,0 N6 5,4 223,5 185,5 83,0 22,8 91,3 68,5 N7 5,4 239,5 201,5 84,1 21,4 93,1 68,4 N8 6,0 225,7 194,7 86,2 22,8 106,5 74,5 N9 5,7 246,3 201,6 81,9 21,4 98,3 73,7 N10 6,0 214,7 178,5 83,1 21,5 92,1 67,1 NPT1 (đ/c) 5,7 206,7 183,4 84,6 22,8 95,34 71,5 CV% 5,3 LSD0,05 6,9 - Kết đánh giá suất yếu tố cấu thành suất dòng/giống chọn lọc(thế hệ BC3F4) 20 Bảng 3.21: Các yếu tố cấu thành suất dòng triển vọng (tổ hợp NPT1/KC25) vụ Mùa 2016 Hồi Đức - Hà Nội Bơng / khóm Tổng số hạt/ Số hạt chắc/ Tỷ lệ hạt (%) KL 1000 hạt (g) NSLT (tạ/ha) NSTT (tạ/ha) N2 6,0 218,8 188,2 86,0 23,6 93,2 67,1 N3 6,5 215,4 185,8 86,2 23,0 97,2 70,9 N4 5,7 238,6 198,4 83,1 23,6 93,4 66, N8 6,5 218,8 196,2 89,6 22,8 101,7 73,2 N9 6,0 213,4 189,0 88,5 22,7 90,1 64,8 NPT1 (đ/c) 6,0 201,5 173,4 86,2 23,2 89,35 66,4 Dòng CV% 6,0 LSD 0,05 8,7 Hình 3.49: Năng suất thực thu dòng triển vọng (tổ hợp NPT1/KC25) so với giống đối chứng vụ Mùa 2016 Qua đánh giá yếu tố cấu thành suất dòng tham gia thí nghiệm, chúng tơi lựa chọn dòng N8 có suất thực thu cao 73,2 tạ/ha, cao dòng đối chứng NPT1 6,8 tạ/ha tăng 10,35% 21 3.4.3 Kết đánh giá dòng K2 (thế hệ BC3F5 tổ hợp KD18 x KC25) dòng N8 (thế hệ BC3F5 tổ hợp NPT1 x KC25) - Kết đánh giá yếu tố cấu thành suất suất thực thu của dòng K2 dòng N8 Bảng 3.24: Yếu tố cấu thành suất suất thực thu dòng K2 dòng N8 vụ Xn 2017 Hồi Đức - Hà Nội Chỉ tiêu Số bơng/khóm Số hạt/bơng Tỷ lệ lép (%) KL 1000 hạt (g) NSTT (tạ/ha) KD18 (đ/c) 5,8 189,0 12,2 19,8 57,2 K2 6,2 242,5 15,6 20,2 73,4 Tên giống CV% 11,5 NPT1 (đ/c) 6,0 205,1 13,4 23,2 67,8 N8 6,4 226,8 14,2 23,6 74,2 CV% 6,3 Hình 3.51: Năng suất thực thu dòng K2 dòng N8 so với giống đối chứng KD18 dòng NPT1 vụ Xuân 2017 22 Kết đánh giá suất thực thu dòng K2 dòng N8 thể qua bảng 3.24 hình 3.51 cho thấy, suất thực thu dòng K2 73,4 tạ/ha, cao giống đối chứng KD18 16,2 tạ/ha, suất tăng 28,3% Dòng N8 có suất thực thu 74,2 tạ/ha, cao dòng đối chứng NPT1 6,4 tạ/ha, suất tăng 9,4% Như việc cải tiến suất số giống lúa thị phân tử bước đầu thành công, suất giống lúa KD18 trồng phổ biến đồng sông Hồng dòng NPT1 dòng ưu tú cải thiện mà không làm thay đổi đặc điểm nông sinh học khác giống KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Lựa chọn dòng KC25 dòng có tiềm năng suất cao nhất, có khả chống chịu sâu bệnh mức khá, có độ làm dòng cho QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt Đã xác định thị đa hình vị trí gen đích yd7 quy định tính trạng tăng số hạt bơng RM445, RM500 RM21615 Đã xác định 62 thị đa hình giống Khang dân 18 KC25, 63 thị đa hình dòng NPT1 KC25 trải 12 NST Ứng dụng phương pháp chọn giống nhờ thị phân tử lai trở lại bước đầu thành công việc tạo cá thể C74-59-14 (tổ hợp KD18 x KC25), cá thể C37-122-51 (tổ hợp NPT1 x KC25) hệ BC3F1 mang QTL/gen tăng số hạt bơng có di truyền cao (xấp xỉ 100%) giống với nhận gen Cải tiến thành công suất số dòng/giống lúa phương pháp chọn giống nhờ thị phân tử lai trở lại Dòng K2 (tổ hợp Khang dân 18 x KC25) có suất thực thu cao nhất, đạt 73,4 tạ/ha, cao giống Khang dân 18 đối chứng 16,2 tạ/ha tăng 28,3% 23 suất Dòng N8 (tổ hợp NPT1 x KC25) có suất thực thu cao 74,2 tạ/ha, cao dòng NPT1 đối chứng 6,4 tạ/ha tăng 9,4% suất Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu đánh giá dòng triển vọng hệ tiếp theo, đồng thời cần tiến hành nghiên cứu đặc điểm sinh lý, sinh hoá tiến hành thử nghiệm điều kiện sản xuất thực tế để có thêm sở khoa học phát triển giống lúa suất cho vùng đồng sơng Hồng Ngồi ra, cần triển khai nghiên cứu tính trạng khác tính trạng mùi thơm, tính trạng chống chịu với điều kiện bất thuận mơi trường tính kháng sâu, chịu hạn, chịu ngập phục vụ cho công tác chọn tạo giống để lai chuyển vào dòng/giống suất 24 ... án: Nghiên cứu cải tiến suất số dòng/ giống lúa thị phân tử Mục tiêu nghiên cứu Sử dụng phương pháp chọn giống nhờ thị phân tử lai trở lại để lai chuyển QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số. .. thị ADN Từ cuối kỷ 20, nhà khoa học phân loại thị di truyền thành nhóm: thị hình thái; thị sinh hóa; thị phân tử ADN [17], [47] 1.1.2 Ứng dụng thị phân tử nghiên cứu chọn giống Chỉ thị phân tử. .. tổ hợp lai giống lúa IR64 YTH83, suất lúa tăng từ 18% đến 36% [79] 1.3 Nghiên cứu ứng dụng thị phân tử chọn tạo giống lúa Việt Nam Ở Việt Nam, nghiên cứu ứng dụng thị phân tử chọn giống thực