Thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, luận văn, khóa luận
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGÔ THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU NGUỒN VẬT LIỆU KHỞI ðẦU CHO CHỌN TẠO GIỐNG DƯA CHUỘT (Cucumis sativus L.) ƯU THẾ LAI PHỤC VỤ CHẾ BIẾN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGÔ THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU NGUỒN VẬT LIỆU KHỞI ðẦU CHO CHỌN TẠO GIỐNG DƯA CHUỘT (Cucumis sativus L.) ƯU THẾ LAI PHỤC VỤ CHẾ BIẾN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 62 62 05 01 Người hướng dẫn: 1. PGS.TS. Vũ ðình Hoà 2. GS.TS. Trần Khắc Thi HÀ NỘI - 2011 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………. i LỜI CAM ðOAN - Tôi xin cam ñoan rằng, ñây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa từng ñược công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận án ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận án Ngô Thị Hạnh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………. ii LỜI CÁM ƠN ðể hoàn thành luận án này, tôi ñã nhận ñược sự quan tâm, giúp ñỡ của các thầy, cô giáo, các tập thể, cá nhân cùng bạn bè ñồng nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến PGS. TS. Vũ ðình Hoà - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, GS. TS. Trần Khắc Thi - Viện Nghiên cứu Rau quả ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài cũng như hoàn chỉnh luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh ñạo Viện Nghiên cứu Rau - Quả, Viện ðào tạo Sau ñại học, các thầy cô giáo Bộ môn Di truyền Giống, Khoa Nông học - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin trân trọng cảm ơn Vụ Khoa học Công nghệ và Môi trường, Bộ Nông nghiệp và PTNT, GS. TS Trần Khắc Thi chủ nhiệm ñề tài: “Nghiên cứu chọn tạo giống và kỹ thuật sản xuất tiên tiến cho một số loại rau chủ lực phục vụ cho nội tiêu và xuất khẩu (cà chua, dưa chuột, mướp ñắng, dưa hấu và ớt)” ñã hỗ trợ kinh phí ñể thực hiện ñề tài nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị em Bộ môn Rau - gia vị, Viện Nghiên cứu Rau quả, các sinh viên thực tập tốt nghiệp từ khóa 47 ñến khóa 50 ñã cộng tác giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cám ơn sự giúp ñỡ của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Hưng Yên, ñã tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi thực hiện và hoàn thành luận án. Sau cùng là gia ñình ñã luôn ñộng viên khích lệ, tạo ñiều kiện về thời gian, công sức và kinh phí ñể tôi hoàn thành công trình nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cám ơn Hà Nội, ngày 22 tháng 9 năm 2011 Tác giả Ngô Thị Hạnh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………. iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cám ơn ii Mục lục iii Danh mục các ký hiệu, các chữ viêt tắt vi Danh mục các bảng vii Danh mục các hình xi MỞ ðẦU 1 1 Tính cấp thiết của ñề tài 1 2 Mục tiêu của ñề tài 3 3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3 4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 4 5 Những ñóng góp mới của luận án 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 6 1.1 Nguồn gốc, phân bố và phân loại cây dưa chuột 6 1.1.1 Nguồn gốc và phân bố 6 1.1.2 Phân loại thực vật học 8 1.2 ðặc ñiểm di truyền và nguồn gen cây dưa chuột 11 1.2.1 ðặc ñiểm di truyền cây dưa chuột 11 1.2.2 Nguồn gen dưa chuột 18 1.2.3 Sự ña dạng di truyền của nguồn gen dưa chuột 21 1.3 Tạo giống ưu thế lai ở cây dưa chuột 24 1.3.1 Cơ sở di truyền của hiện tượng ưu thế lai 24 1.3.2 Cơ sở phân lập dòng và tạo giống ưu thế lai ở cây dưa chuột 24 1.3.3 Tạo giống ưu thế lai cây dưa chuột trên thế giới 28 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………. iv 1.4 Tạo giống dưa chuột cho chế biến 40 1.4.1 Tạo giống dưa chuột cho chế biến trên thế giới 40 1.4.2 Tạo giống dưa chuột cho chế biến trong nước 42 CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.1 Vật liệu nghiên cứu 45 2.2 Nội dung nghiên cứu 46 2.3 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 46 2.3.1 ðịa ñiểm 46 2.3.2 Thời gian 46 2.4 Phương pháp nghiên cứu 46 2.4.1 Nội dung 1: ðánh giá nguồn vật liệu khởi ñầu các mẫu giống dưa chuột chế biến 46 2.4.2 Nội dung 2: Phát triển dòng thuần và ñánh giá khả năng kết hợp của các dòng dưa chuột quả nhỏ tự phối 49 2.4.3 Nội dung 3: ðánh giá tổ hợp lai có triển vọng 52 2.4.4 Nội dung 4: Xây dựng mô hình trình diễn của giống có triển vọng 53 2.4.5 Các chỉ tiêu theo dõi 53 2.5 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 55 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 57 3.1 ðánh giá nguồn vật liệu khởi ñầu các mẫu giống dưa chuột chế biến 57 3.1.1 ðánh giá tập ñoàn các mẫu giống dưa chuột chế biến dựa trên các ñặc tính nông sinh học 57 3.1.2 ðánh giá sự ña dạng di truyền của các mẫu giống dưa chuột quả nhỏ dựa trên các tính trạng nông sinh học 91 3.2 Phát triển dòng thuần và ñánh giá khả năng kết hợp của các dòng dưa chuột quả nhỏ tự phối 95 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………. v 3.2.1 Phát triển dòng thuần dưa chuột quả nhỏ phù hợp chế biến muối chua ñóng hộp nguyên quả 95 3.2.2. ðánh giá khả năng kết hợp của các dòng dưa chuột tự phối 97 3.2.3 ðánh giá các dòng dưa chuột tự phối ưu tú 108 3.2.4 Khảo sát quan hệ di truyền của các giống dưa chuột làm bố mẹ và các dòng tự phối phân lập sử dụng chỉ thị phân tử RAPD 113 3.2.5 ðánh giá khả năng kết hợp riêng của các dòng dưa chuột quả nhỏ có triển vọng 119 3.2.6 ðánh giá mức ñộ biểu hiện một số tính trạng liên quan ñến yêu cầu cho chế biến 129 3.3 ðánh giá tổ hợp lai có triển vọng 131 3.4 Xây dựng mô hình trình diễn của giống có triển vọng tại vùng sản xuất dưa chuột nguyên liệu cho chế biến 135 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 139 1 Kết luận 139 2 ðề nghị 140 Danh mục công trình ñã công bố có liên quan ñến luận án 141 Tài liệu tham khảo 142 Phụ lục 154 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………. vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIÊT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa ñầy ñủ AVRDC Asian vegetable Research and Development Center Tên mới: The World Vegetable Center (Trung tâm Rau thế giới) AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism (ða hình chiều dài phân ñoạn khuyếch ñại) BSA Bulked segregant analysis (Phân tích phân ly hỗn hợp) DNA Deoxyribonucleic acid (axit Deoxyribonucleic) FAO Food and Agriculture Organization (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc) GCA General combining ability (Khả năng kết hợp chung) IBPGR Internatinal Board for Plant Genetic Resources (Ủy ban Quốc tế Nguồn Tài nguyên Di truyền Thực vật ) ISSR Inter - Simple Sequence Repeat (Trình tự lập lại ñơn giản xen giữa) MAS Marker-assisted selection (Chọn lọc dựa vào chỉ thị) KNKHC Khả năng kết hợp chung OP Open pollination (Thụ phấn tự do) PCR Polymerase Chain reaction (Phản ứng chuỗi trùng hợp) QTLs Quantitative trait loci (Những lôcut tính trạng số lượng) RAPD Random Amplified Polymorphic DNA (ða hình các ñoạn ADN khuyếch ñại ngẫu nhiên) RILs Recombinant inbred lines (Các dòng nội phối tái tổ hợp) RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism (ða hình chiều dài phân ñoạn giới hạn) SCA Specific combining ability (Khả năng kết hợp riêng) SCAR Sequence characterized amplified region (Vùng khuyếch ñại có trình tự ñặc trưng) SRAP Sequence - related amplified polymorphism (Tính ña hình khuếch ñại liên quan ñến trình tự) SSR Simple Sequence Repeat (Lặp lại trình tự ñơn giản) STS Sequence Tagged Site (ðiểm trình tự ñược ñánh dấu) TCN Tiêu chuẩn ngành TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………. vii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1 Tình hình sản xuất dưa chuột trên thế giới (1999 - 2008) 8 1.2 Quan hệ giữa kiểu gen và biểu hiện kiểu hình ở dưa chuột 14 2.1 Các mồi RAPD sử dụng trong ñánh giá ña dạng di truyền 51 3.1 Phân nhóm các mẫu giống theo mục tiêu chế biến 58 3.2a Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống trong vụ ñông và vụ xuân 2003 60 3.2b Phân nhóm các mẫu giống theo thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng 62 3.3a Chiều cao cây, số lá/thân chính và số cành cấp 1 của các mẫu giống trong vụ ñông và vụ xuân 2003 64 3.3b Phân nhóm các mẫu giống theo dạng hình sinh trưởng và mức ñộ phân cành 66 3.4a ðặc ñiểm ra hoa, ñậu quả của các mẫu giống trong vụ ñông và vụ xuân 2003 67 3.4b Phân nhóm các mẫu giống dựa vào tỷ lệ hoa cái/cây 69 3.5a Mức ñộ nhiễm bệnh sương mai và bệnh phấn trắng trên ñồng ruộng của các mẫu giống trong vụ ñông và vụ xuân 2003 72 3.5b Phân nhóm các mẫu giống theo mức ñộ nhiễm bệnh sương mai và phấn trắng trong vụ ñông 75 3.5c Phân nhóm các mẫu giống theo mức ñộ nhiễm bệnh sương mai và phấn trắng trong vụ xuân 75 3.6a ðánh giá tính kháng bệnh sương mai và phấn trắng của các mẫu giống bằng phương pháp lây nhiễm nhân tạo trong nhà lưới (vụ ñông, 2003) 77 3.6b Một số mẫu giống kháng bệnh sương mai và phấn trắng 80 3.7a ðặc ñiểm quả của các mẫu giống trong vụ ñông và vụ xuân năm 2003 81 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học nông nghiệp ……………………………. viii 3.7b Phân nhóm các mẫu giống theo ñặc ñiểm quả 83 3.8a Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các mẫu giống trong vụ ñông và vụ xuân 2003 84 3.8b Phân nhóm các mẫu giống theo khối lượng quả, số quả/cây và năng suất 86 3.9 Phân nhóm các mẫu giống theo hệ số tương ñồng di truyền 94 3.10 Một số ñặc ñiểm chính của 5 mẫu giống sử dụng phát triển dòng thuần 96 3.11 Giá trị khả năng kết hợp chung sớm của 56 dòng dưa chuột tự phối với cây thử Nếp Hà Nam trong vụ ñông 2005 98 3.12 Thời gian qua các giai ñoạn sinh trưởng và phát triển của các con lai thử giữa dòng và cây thử trong vụ ñông 2006 100 3.13 Chiều cao cây, số lá/thân chính và số cành cấp 1 của các con lai thử giữa dòng và cây thử trong vụ ñông 2006 101 3.14 Mức ñộ nhiễm bệnh sương mai, bệnh phấn trắng và bệnh virus trên ñồng ruộng của các con lai thử trong vụ ñông 2006 103 3.15 Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các con lai thử vụ trong ñông 2006 104 3.16 ðặc ñiểm quả của các con lai thử trong vụ ñông 2006 106 3.17 Giá trị khả năng kết hợp chung về năng suất thực thu của các dòng với 2 cây thử trong vụ ñông 2006 107 3.18 Kết quả tuyển chọn dòng bằng chỉ số chọn lọc 108 3.19 Thời gian sinh trưởng và phát triển của các dòng dưa chuột trong vụ xuân và vụ ñông 2007 110 3.20 Chiều cao cây và số lá của các dòng dưa chuột trong vụ xuân và vụ ñông 2007 110 3.21 Số cành cấp 1, mức ñộ nhiễm bệnh sương mai, bệnh phấn trắng trên ñồng ruộng của các dòng dưa chuột trong vụ xuân và vụ ñông 2007 111 . ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGÔ THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU NGUỒN VẬT LIỆU KHỞI ðẦU CHO CHỌN TẠO GIỐNG DƯA CHUỘT (Cucumis sativus L. ) ƯU THẾ LAI PHỤC. LIỆU KHỞI ðẦU CHO CHỌN TẠO GIỐNG DƯA CHUỘT (Cucumis sativus L. ) ƯU THẾ LAI PHỤC VỤ CHẾ BIẾN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Di truyền và chọn giống