Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen liên quan đến tính chịu hạn ở lúa việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  NGUYỄN THỊ AN TRANG ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN NGUỒN GEN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHỊU HẠN Ở LÚA VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC HÀ NỘI 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  NGUYỄN THỊ AN TRANG ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN NGUỒN GEN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHỊU HẠN Ở LÚA VIỆT NAM Chun ngành: Cơng nghệ sinh học LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học TS Lã Tuấn Nghĩa HÀ NỘI 2012 Luận văn Thạc sỹ Khoa học Công nghệ sinh hoc LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan trực tiếp thực nghiên cứu luận văn Mọi kết thu nguyên bản, không chỉnh sửa chép từ nghiên cứu khác Các số liệu, sơ đồ kết luận văn chưa cơng bố Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm với lời cam đoan trên! Học viên Nguyễn Thị An Trang Nguyễn Thị An Trang Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Khoa học Công nghệ sinh hoc LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Lã Tuấn Nghĩa, TS Lê Thanh Hà người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ bảo hỗ trợ tơi suốt q trình cơng tác thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới thầy cô cán công tác Viện Công nghệ Sinh học thực phẩm, Viện Đào tạo Sau Đại học- Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập trường Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ, anh chị em Bộ môn Đa dạng sinh học nông nghiệp – Trung tâm tài nguyên thực vật giúp đỡ động viên tơi q trình cơng tác thực luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè người thân động viên, khuyến khích giúp tơi vượt qua khó khăn suốt q trình nghiên cứu Luận văn thực với nguồn kinh phí từ chương trình Cơng nghệ sinh học nơng nghiệp Hà nội, ngày 19 tháng năm 2013 Học viên NGUYỄN THỊ AN TRANG Nguyễn Thị An Trang Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Khoa học Công nghệ sinh hoc MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Giới thiệu chung lúa .4 1.1.1 Nguồn gốc phân loại lúa 1.1.2 Nguồn tài nguyên lúa Việt Nam 1.2 Hạn hán chế chống chịu hạn thực vật .8 1.2.1 Khái niệm phân loại hạn hán 1.2.2 Phân loại hạn hán trồng 1.2.3 Cơ sở di truyền tính chịu hạn .9 1.2.4 Ảnh hưởng hạn hán lúa 10 1.2.5 Phản ứng lúa với hạn hán 11 1.3 Các phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền 12 1.3.1 Đa dạng di truyền .12 1.3.2 Chỉ thị hình thái 13 1.3.3 Chỉ thị hóa sinh .14 1.3.4 Chỉ thị phân tử ADN 15 1.4 Thành tựu nghiên cứu đa dạng di truyền lúa 22 1.4.1 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa thị hình thái 23 1.4.2 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa thị hóa sinh 25 1.4.3 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa thị ADN .25 1.5 Nghiên cứu lúa chịu hạn giới Việt Nam 26 1.5.1 Nghiên cứu lúa chịu hạn giới 26 1.5.2 Nghiên cứu lúa chịu hạn Việt Nam .28 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .30 2.1 Vật liệu nghiên cứu .30 Nguyễn Thị An Trang Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Khoa học Công nghệ sinh hoc 2.1.1 Các giống lúa nghiên cứu 30 2.2 Hóa chất thiế bị nghiên cứu 32 2.3.Phương pháp nghiên cứu 34 2.3.1 Đánh giá khả chịu hạn dòng/giống lúa điều kiện phịng thí nghiệm 34 2.3.2 Tách chiết ADN tổng số từ lúa .36 2.3.3 Kiểm tra độ tinh nồng độ ADN 37 2.3.4 Nhận dạng di truyền giống lúa thị SSR .37 2.4 Phân tích xử lý số liệu 39 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Kết đánh giá khả chịu hạn dịng/giống lúa phịng thí nghiệm 41 3.1.1 Kết đánh giá tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ rễ mầm đen (héo) giai đoạn nảy mầm .41 3.1.2 Đánh giá mức độ chống chịu hạn 50 dòng/giống lúa 44 3.2 Kết đánh giả khả chịu hạn giai đoạn mạ 46 3.2 Kết tách chiết ADN tổng số 48 3.3 Kết phản ứng PCR phân tích đa hình gel polyacrylamide 49 3.4 Quan hệ di truyền liên quan đến tính chịu hạn dịng/giống lúa .56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 4.1 Kết luận 64 4.2 Kiến nghị 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC Nguyễn Thị An Trang Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Khoa học Công nghệ sinh hoc DANH MỤC VIẾT TẮT ABA : Abcisis acid AND : Acid Deoxyribonucleic AFLP (Amplified Fragment Length : Đa hình chiều dài đoạn khuếch đại Polymorphism) bp (Base pair) : Cặp bazơ nitơ Chr : Nhiễm sắc thể cs : Cộng CSGE : Conformation Sensitive Gel Electrophoresis CTAB : Cetyltrimethyl Amonium Bromide DAMD-PCR : Direct Amplification of Minisatellite EDTA : Cetyltrimethyl Amonium Bromide IRRI : Viện nghiên cứu lúa quốc tế ISSR : Inter Simple Sequencen Repeat Kb : Kilo base LED : Late embryogenesis abundant MAS : Marker Assisted Selection TT : Thứ tự PCR (Polymerase Chain Reaction) : Phản ứng chuỗi trùng hợp PIC (Polymorphism Information : Chỉ số thông tin đa hình mồi Nguyễn Thị An Trang Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Khoa học Công nghệ sinh hoc Content) QTL (quantity trait loci) Locus kiểm sốt tính trạng số lượng RAPD( RADNom Amplified : Đa hình ADN khuếch đại Polymorphic DNA) RFLP (Restriction Fragment Length : Đa hình chiều dài đoạn phân cắt Polymorphism) SCARs : Sequence Characterized Amplified Regions SDS : Sodium Dodecyl Sulphate SNP (Single Nucleotide :Hiện tượng đa hình nucleotit đơn Polymorphism ) SSR (Simple sequence repeat) : Trình tự lặp đơn giản STMS : Sequence – tagged microsatellite marker TBE : Tris-Boric Acid-EDTA EDTA : Tris-EDTA Nguyễn Thị An Trang Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Khoa học Công nghệ sinh hoc DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Danh sách 50 mẫu dòng/ giống lúa nghiên cứu .30 Danh sách 32 cặp mồi SSR sử dụng nghiên cứu .32 Thang điểm đánh giá mức chống chiu hạn lúa sau xử lý Saccarin1% KClO3(3%) 35 Thành phần phản ứng PCR (thể tích phản ứng 20µl/tube) 37 Các bước phản ứng máy PCR 38 Thành phần gel polyacrylamide 8% .38 Tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ rễ mầm đen xử lý dung dịch đường Saccarin % KClO3 % .42 Kết đánh giá khả chịu hạn 50 dòng/giống lúa giai đoạn mạ xử lý dung dịch KClO3 (3%) ngày 47 Số băng ADN, số alen thể hiện, hệ số PIC thị nghiên cứu 50 Tỷ lệ khuyết số liệu dị hợp tử dòng/giống lúa nghiên cứu .54 Một số kết phân tích đa dạng di truyền SSR lúa công bố 56 Bảng ma trận tương đồng 50 mẫu giống lúa nghiên cứu 59 Nguyễn Thị An Trang Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sỹ Khoa học Công nghệ sinh hoc DANH MỤC HÌNH Sơ đồ tiến hóa hai lồi lúa trồng Đa hình ADN SSR hai cá thể có motif (AT)n 20 Thí nghiệm đánh giá khả chịu hạn giai đoạn nảy mầm .41 Đồ thị biểu diễn mức độ chống chịu hạn 50 dòng/giống lúa giai đoạn nảy mầm 45 Hình 3.3 Thí nghiệm đánh giá khả chịu hạn giai đoạn mạ 46 Hình 3.4 Hình ảnh nhận dạng ADN tổng số mẫu dịng/giống lúa 48 Hình 3.5 Kết nhận dạng di truyền 50 dòng/giống lúa thị RM231 49 Hình 3.6 Kết nhận dạng di truyền 50 dòng/ giống lúa thị RM201 49 Hình 3.7 Kết nhận dạng di truyền 50 dòng/giống lúa thị RM240 49 Hình 3.8 Kết nhận dạng di truyền 50 dịng/giống lúa thị RM255 50 Hình 3.9 Kết nhận dạng di truyền 50 dòng/giống lúa thị RM261 50 Hình 3.10 Sơ đồ hình quan hệ giống 61 Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 3.1 Hình 3.2 Nguyễn Thị An Trang Đại học Bách Khoa Hà Nội ... tài: ? ?Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen liên quan đến tính chịu hạn lúa Việt Nam? ?? Mục đích đề tài Kết hợp phân tích đa dạng di truyền dịng/giống lúa sử dụng thị phân tử SSR tính chịu hạn dịng/giống... nghiên cứu đa dạng di truyền lúa 22 1.4.1 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa thị hình thái 23 1.4.2 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa thị hóa sinh 25 1.4.3 Nghiên cứu đa dạng di truyền lúa thị...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  NGUYỄN THỊ AN TRANG ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN NGUỒN GEN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHỊU HẠN Ở LÚA VIỆT NAM Chuyên ngành: