Nghiên cứu chọn tạo dòng mía hàm lượng đường cao bằng chỉ thị ssr

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT -o0o NGUYỄN VĂN TRỮ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO DỊNG MÍA HÀM LƢỢNG ĐƢỜNG CAO BẰNG CHỈ THỊ SSR LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC Hà Nội, 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT -o0o NGUYỄN VĂN TRỮ NGHIÊN CỨU CHỌN TẠO DỊNG MÍA HÀM LƢỢNG ĐƢỜNG CAO BẰNG CHỈ THỊ SSR Chuyên ngành : Công nghệ Tế bào Thực vật Mã số : 60 42 30 LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS LÊ THỊ BÍCH THỦY Hà Nội, 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tốt nghiệp này, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Thị Bích Thủy, Trưởng Phòng Di truyền Tế bào Thực vật - Viện Công nghệ Sinh học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện, tận tình hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian qua Tôi muốn gửi lời cảm ơn đến Ban Lãnh đạo Viện Công nghệ Sinh học, Ban lãnh đạo Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật, Ban giám hiệu Trường Đại học Thái Nguyên, thầy cô giáo tham gia giảng dạy tạo điều kiện giúp đỡ, truyền đạt kiến thức cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Bên cạnh đó, tơi nhận ủng hộ nhiệt tình ý kiến đóng góp anh chị, bạn đồng nghiệp phòng Di truyền Tế bào Thực vật Nhân dịp này, xin chân thành cảm ơn giúp đỡ q báu Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người thân bên cạnh chia sẻ, động viên, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Hà nội, ngày 20 tháng 12 năm 2012 Học viên Nguyễn Văn Trữ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Nguyễn Văn Trữ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Mía (Saccharum L.) thuộc chi mía (Saccharum), họ hịa thảo (Poaceae), lúa (Poal.,es), lớp mầm (Monocotyledoneae) Chúng có thân to, mập, chia đốt cao từ - m Tất giống mía được trồng giới lai tạo từ loài S officinarum S Spontaneum Việc sử dụng hạn chế nguồn vật liệu cho lai tạo suốt thời gian dài làm cho giống mía đại có quan hệ gần gũi mặt di truyền Ngày nay, mía trồng 200 quốc gia vùng lãnh thổ Cây mía trở thành công nghiệp quan trọng ngành công nghiệp sản xuất đường Ngồi ra, mía cịn loại có tác dụng bảo vệ đất tốt, đặc biệt chống xói mịn đất cho vùng đồi trung du Hơn nữa, mía rễ chùm phát triển mạnh tầng đất từ - 60 cm (1 mía tốt cho 13 - 15 rễ sau thu hoạch), nguồn chất hữu q làm tăng độ phì đất Phần bã mía chứa nhiều cellulose dùng làm nguyên liệu đốt lị, làm bột giấy, bìa tơng, ép thành ván dùng kiến trúc Sản phẩm cặn bã cịn lại sau chế biến đường (bùn lọc) sử dụng để sản xuất nhựa, xêrin, làm sơn, xi đánh giầy phế phẩm lại dùng làm phân bón tốt Trong tương lai bã mía cịn làm nguồn nguyên liệu sản xuất bột giấy, làm sợi thay loại rừng bị giảm Ở Việt Nam, mía coi trồng chủ đạo ngành công nghiệp đường nước Bên cạnh đó, mía góp phần xóa đói giảm nghèo nhiều vùng trung du, miền núi nước ta (Nguyễn Đức Quang công 2005) Hiện nay, nước ta có tới 60% giống mía giống cũ như: ROC1, ROC10, F156, F127… dạng lai ghép nội chi phức tạp (Nguyễn Thị Bạch Mai công 2005), giống có đặc điểm dễ canh tác, thích nghi rộng với nhiều vùng sinh thái Việt Nam, trữ lượng đường thấp, đứng trước nguy suy thoái nguồn gen giống trồng Đối với giống mía nhập nội có trữ lượng đường cao khơng phù hợp với khí hậu Việt Nam, dễ bị nhiễm bệnh Để làm giảm đến mức tối thiểu hậu xấu S Spontaneum trì khả cho sucrose cao S officinarum Một loạt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn phép lai ngược thực lai triển vọng với loài S officinarum Điều này bước đầu man g lại những thành công việc cải thiện hàm lượng đường, kháng bệnh khả mọc chồi cao Tuy nhiên , về sau gần v ề mặt di truyền nên những tiến bộ việc lai mí a tạo hầu không được cải thiện (Sreenivasan et al., 1987; Lima et al., 2002; Pan et al., 2004) Thêm vào đó , việc các giống có nguồn gốc di truyền gần bị nhiễm tác nhân gây bệnh mới khả bùng phát th ành dịch diện tích r ộng nhanh chóng cao , điều gây thiệt hại lớn (Đỗ Ngọc Diệp cộng 2005) Do vậy, yêu cầu cấp thiết lúc với ngành mí a đường là nghiên cứu đa dạng di truyền các giống mí a , để làm nguồn vật liệu cho lai tạo Mặc dù vậy, việc chọn lọc các cá thể c ó mức độ đa d ạng di truyền cao dựa nguồn gốc địa lý, tính trạng nơng học, theo dõi ph ả hệ cho kết khơng xác, tiêu tốn nhiều thời gian sức lực Đánh giá đa dạng di truyền dựa đặc điểm hình thái thường khơng xác ảnh hưởng mơi trường Vì vậy, việc chọn lựa kỹ thuật để xác định mối quan hệ di truyền chọn lọc tính trạng mong muốn, mà không ảnh hưởng yếu tố môi trường cần thiết cho việc nghiên cứu đa dạng di truyền Trong năm gần đây, nhiều loại thị ADN sử dụng nghiên cứu chọn giống trồng: RADP, RFLP, SSR Trong đó, kỹ thuật SSR nhanh chóng trở thành kỹ thuật hữu hiệu sử dụng rộng rãi nghiên cứu SSR được sử dụng rộng rãi nghiên cứu nhờ đặc tính ưu việt chúng: sự phân bớ rợng hệ gen , tính di truyền đồng trội , tính lặp lại, chất đa allen vị trí đặc hiệu nhiễm sắc thể Ở Việt Nam , việc chọn tạo giống mía hàm lượng đường cao mới được tiến hành bằng việc quan sát các tí nh trạng hì nh thái: số thân khóm, trọng lượng cây, đường kí nh cây, khả kháng bệnh dựa quan sát đồng ruộng và một số chỉ tiêu hóa sinh khác Pol, độ Brix và xơ dựa nguồn gốc các giống mí a : hàm lượng đường, độ : Cu Ba , Thái Lan , Trung Quốc Do vậy, xuất phát từ nhu cầu thực tiễn khoa học, chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu chọn tạo dịng mía hàm lƣợng đƣờng cao bằng thị phân tử SSR” Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mục tiêu đề tài - Đánh giá đa dạng di truyền tập đồn giống mía hàm lượng đường cao trồng Việt Nam - Chọn cặp lai ưu tú với tính trạng hàm lượng đường cao - Chọn lọc số dịng lai ưu tú có hàm lượng đường cao thị SSR liên kết với tính trạng hàm lượng đường cao để đem trơng khảo nghiệm Nội dung đề tài Đề tài bao gồm số nội dung với vấn đề cần giải sau: - Đánh giá đa dạng di truyền tập đồn 42 giống mía nghiên cứu - Sử dụng thị SSR liên kết với tính trạng hàm lượng đường cao để chọn lọc dòng lai có hàm lượng đường cao Thời gian địa điểm nghiên cứu - Thời gian: từ 3/2011 đến 10/2012 - Địa điểm: phòng Di truyền Tế bào Thực vật – Viện Công nghệ Sinh họcViện Khoa học Công nghệ Việt Nam Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Phân loại, đặc điểm hình thái sinh trƣởng mía Mía (Saccharum L.) thuộc chi mía (Saccharum), họ hòa thảo (Poaceae), lúa (Poal.,es), lớp mầm (Monocotyledoneae) Chúng có thân to, mập, chia đốt cao từ - m Các loại thực vật chi đa số loại cỏ sống lâu năm bao gồm khoảng - 37 loài tùy theo hệ thống phân loại, sống chủ yếu khu vực nhiệt đới ôn đới giới Mía trồng để thu hoạch với mục đích sản xuất đường Trên mía, thơng thường phần nhạt phần gốc (trong chiết nước mía) Đó đặc điểm chung thực vật: chất dinh dưỡng (hàm lượng đường) tập trung nhiều phần gốc (vừa để nuôi dưỡng vừa để dự trữ) Đồng thời, bốc nước mía, nên phần lúc phải cung cấp nước đầy đủ cho Tỷ lệ nước phần nhiều phần gốc làm cho mía nhạt Mía loại nhiệt đới nên địi hỏi điều kiện độ ẩm cao Nhiệt độ bình quân thích hợp cho sinh trưởng mía 15-26 0C Giống mía nhiệt đới sinh trưởng chậm nhiệt độ 21 0C ngừng sinh trưởng nhiệt độ 13 0C 0C chết Những giống mía nhiệt đới chịu rét tốt nhiệt độ thích hợp giống mía nhiệt đới Thời kì nảy mầm mía cần nhiệt độ 15 0C tốt từ 26-33 0C Mía nảy mầm nhiệt độ 15 0C 40 0C Từ 28-35 0C nhiệt độ thích hợp cho mía vươn cao Sự dao động biên độ nhiệt ngày đêm liên quan tới tỉ lệ đường mía Giới hạn nhiệt độ thích hợp cho thời kì mía chin từ 15-20 0C Vì tỉ lệ đường mía thường đạt mức cao cho vùng có khí hậu lục địa vùng cao Mía nhạy cảm với ánh sáng đòi hỏi cao ánh sáng Thiếu ánh sáng, mía phát triển khơng tốt, hàm lượng đường thấp Mía cần thời gian tối thiểu 1200 tốt 2000 Quang hợp mía tỉ lệ thuận với cường độ độ dài chiếu sáng Thiếu ánh sáng hút phân kém, phân đạm, lân kali hiệu ánh sáng đầy đủ Vì vùng nhiệt đới nhiệt đới mía vươn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn cao mạnh bắt đầu vào mùa hè có độ dài ngày tăng lên Chính vậy, nhân tố quan trọng định suất sản lượng mía Mía cần nhiều nước lại sợ úng nước Mía phát triển tốt vùng có lượng mưa từ 1500 mm/năm Giai đoạn sinh trưởng mía yêu cầu lượng mưa từ 100-170 mm/tháng Khi chín cần khơ ráo, mía thu hoạch sau thời gian khô khoảng tháng cho tỉ lệ đường cao Bởi nước nằm vùng khô hạn trồng mía tốt cịn nơi mưa nhiều phân bố năm việc trồng mía khơng hiệu Gió bão làm đổ dẫn đến làm giảm suất, giảm phẩm chất Chính gió dấu hiệu quan trọng công tác dự báo lên kế hoạch chế biến tốn chi phí mà giá trị sản xuất phẩm chất mía nguyên liệu cao 1.2 Diện tích suất trồng mía Việt Nam giới Hiện có khoảng 200 quốc gia vùng lãnh thổ giới trồng sản xuất mía đường, sản lượng trung bình đạt khoảng 13.246 triệu (gấp lần so với củ cải đường) Năng suất trung bình mía giới năm 2009 khoảng 70,3 hecta Trong đó, khu vực có suất mía tốt nơng trại mía Peru với suất trung bình khoảng 125,5 hecta Brazil quốc gia trồng mía lớn giới, với sản lượng hàng năm khoảng 672.000.000 năm, suất trung bình khoảng 87 hecta (Food And Agricultural Organization of United Nations 2009) Bảng 1: Sản lượng mía 10 nước đứng đầu giới năm 2009 Tên quốc gia Sản lượng (tấn) Brazil 672,157,000 india 285,029,000 Thái lan 66,816,400 Pakistan 50,045,400 Mexico 49,492,700 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Colombia 38,500,000 Philippines 32,500,000 Australia 30,284,000 Argentina 29,000,000 Tổng sản lƣợng 1,743,068,525 mía giới Ở Việt Nam, mía trồng chủ đạo ngành công nghiệp đường nước Theo số liệu thống kê diện tích mía nước năm 2012 283,222 ha, tăng vụ trước 11,822 ha, diện tích mía 25 tỉnh có nhà máy đường cung cấp cho nhà máy chế biến niên vụ 2011/2012 270,961 Năng suất mía bình quân nước đạt 61,7 tấn/ha tăng so với vụ trước gần tấn/ha, sản lượng mía nước 17,5 triệu Sản lượng mía ép cơng nghiệp đạt 14,5 triệu tấn, sản xuất 1.306.240 đường So với vụ trước, lượng mía ép cơng nghiệp tăng gần triệu tấn, sản lượng đường tăng 155,780 Mía phân bố chủ yếu vùng sinh thái sau đây: Đồng Sông Hồng, Đông Bắc, Tây Bắc, Bắc Trung Bộ, Duyên Hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ Đồng sông Cửu Long Diện tích trồng mía tập trung vùng Bắc Trung bộ, Đông Nam đồng sông Cửu Long Các tỉnh miền núi phía Bắc đồng sơng Hồng có diện tích trồng mía ít, phân tán suất thấp Về chất lượng mía, Theo báo cáo đơn vị chế biến đường: chữ đường cao Cơng ty CP mía đường Sơng Con 11,8 CCS thấp Công ty CP NIVL 8,0 CCS lại hầu hết dao động khoảng từ 8,5 đến 10 CCS Trên sở kết lượng mía đưa vào chế biến lượng đường thu trữ lượng đường bình quân chế biến đạt khoảng 9,6 CCS giảm năm 2011(Báo cáo trạng giải pháp phát triển ổn định ngành Mía đường 2012) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn + Phân nhóm 2: phân nhóm gồm 14 giống: Co141 VL6 DT15 Roc26 K88-92 VN84-4137 VD00236 TDD22 Roc16 Uthong3 QD86-368 K90-54 TY70-17 K95-84 Trong phân nhóm giống K95-84 tách riêng nhánh so với 13 giống lại Khoảng cách tương đồng di truyền giống phân nhóm dao động từ 0.82 (giữa giống DT15 VL6) đến 0.92 (giữa cặp giống K90-54 TY7017) Mức độ đa dạng di truyền giống trồng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tác động mơi trường mục đích chọn lọc người Kết phản ánh nguồn gốc giống mía sử dụng nghiên cứu Các giống mía có nguồn gốc Việt Nam vào nhóm: Ern08-027 Ern08-028 giống Ern08-030 Các nhóm mía có nguồn gốc từ Thái Lan thuộc nhóm: KU00-1-92 KU60-1-58 KU60-2 KU60-1-61 Tương tự với giống mía có nguồn gốc từ Trung Quốc Đài Loan Giống mía C0141 Ấn Độ giống C90-510 nguồn gốc Cuba phân thành nhánh riêng độc lập nhóm Kết phân tích cho thấy khác biệt với kết nghiên cứu khác đa dạng di truyền mía cơng bố trước Các kết nghiên cứu trước ghi nhận mức độ tương đồng di truyền từ 0.264 đến 1.0 giống mía (Pan et al 2006; Banumathi et al 2010; Singh et al 2010; Da Costa et al 2011) Sự khác biệt kết nghiên cứu giải thích vật liệu sử dụng nghiên cứu Trong nghiên cứu vật liệu sử dụng giống mía trồng Việt Nam số có nguồn gốc nhập nội từ nhiều quốc gia (Trung Quốc Thái Lan Ấn Độ …) Điều đưa đến mức độ đa dạng di truyền cao giống mía (hệ số tương đồng 0.52) nhóm lại có hệ số tương đồng di truyền cao có tới 0.97 Như dịng mía từ vùng khác có hệ số tương đồng di truyền tương đối thấp dòng vùng lại có quan hệ di truyền gần chứng tỏ chúng có xuất xứ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.2.4 Lựa chọn cặp lai phục vụ cho việc chọn tạo dịng mía hàm lượng đường cao Căn vào kết nghiên cứu đa dạng di truyền tập đồn mía kết đánh giá hàm lượng đường giống Chúng tiến hành xây dựng cặp lai phục vụ cho việc chọn tạo dịng mía hàm lượng đường cao Theo kết xác định hàm lượng đường cao đặc tính nơng sinh học 42 giống mía chúng tơi chọn 16 giống mía chia hai nhóm: nhóm có hàm lượng đường cao làm giống cho gen gồm có giống: Roc16 VĐ 00236 Roc26 nhóm có hàm lượng đường thấp có suất cao sức chống chịu bệnh làm nhóm nhận gen gồm 13 giống: K95-84; Ern08-030; 32; Ern08-028; Ern08-027; K88-200; Ku00-1-92; Ern08-078; Uthong3; K88-65; QĐ86-368; 33; 21 48 Từ xét hệ số tương đồng di truyền giống hai nhóm với để lựa chọn cặp lai (bảng 7) Bảng 11 Hệ số tương đồng di truyền giống mía có hàm lượng đường cao thấp Giống hàm lƣợng đƣờng cao Giống hàm lƣợng đƣờng thấp Roc16 Roc26 VĐ 00236 K95-84 Ern08-030 0.57 0.35 0.48 0.38 0.62 0.42 32 Ern08-028 0.58 0.36 0.38 0.4 0.83 0.44 Ern08-027 K88-200 0.36 0.52 0.4 0.57 0.38 0.63 Ku00-1-92 Ern08-078 0.54 0.64 0.59 0.55 0.72 0.68 Uthong3 K88-65 0.72 0.39 0.71 0.3 0.54 0.41 QĐ86-368 33 0.68 0.48 0.67 0.36 0.52 0.52 21 0.78 0.58 0.77 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Căn vào hệ số tương đồng di truyền giống mía nghiên cứu có hàm lượng đường cao thấp (bảng 11) xác định cặp lai có hệ số tương đồng di truyền thích hợp từ 0.55 đến 0.63 (Roc16 x K95-84; Roc16 x 32; Roc26 x K88-200; Roc26 x Ku00-1-92; Roc26 x Ern08-078; VĐ00-236 x K95-84 VĐ00-236 x K88-200) Hệ số tương đồng di truyền 0.55 (Roc26 x Ern08-078) đến 0.63 (VĐ00-236 x K88-200) khơng q gần q xa nhằm mục đích tổ hợp lai có ưu lai phù hợp Nếu gần q khơng tạo ưu lai lớn xa lai khó khăn khơng đảm bảo lai có sức sống tốt 3.3 Kết sàng lọc dịng mía có hàm lƣợng đƣờng cao thị phân tử SSR liên kết Hiện có vài cơng trình số thị phân tử công bố có liên kết với tính trạng hàm lượng đường cao mía Tuy nhiên có thị cơng bố liên kết chặt với tính trạng (khoảng cách < 0.5 cM) nguồn vật liệu lại khơng có kết tương tự nguồn vật khác Điều giải thích khác biệt sở di truyền nguồn vật liệu sử dụng nghiên cứu Sự tương tác điều kiện ngoại cảnh với biểu gen Việc sử dụng thị liên kết chọn giống phụ thuộc vào việc đánh giá lại với nguồn vật liệu nghiên cứu địa phương Trong việc xác định thị để phục vụ chọn tạo giống mía địa cần thiết để mức độ chọn lọc xác Kết phân tích ADN 42 giống mía phản ứng PCR với cặp mồi M12 (hình 9) kết hợp với kết đánh giá hàm lượng đường giống xác định thị SSR M12 có liên kết với tính trạng hàm lượng đường cao Xét kết đánh giá thực tế cho thấy mức độ tương quan hàm lượng đường cao có mặt băng ADN 165 bp thị M12 lên đến 80% Ngược lại có đến 90.91% dịng giống có hàm lượng đường trung bình thấp khơng có băng thị (Trữ cộng 2012) Vì chúng tơi tiếp tục sử dụng thị M12 để đánh giá chọn lọc dịng mía có hàm lượng đường cao Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Dựa vào kết lựa chọn tổ hợp lai việc tạo quần thể từ cặp lai hai giống Roc26 x K88-200 tiến hành Trong K88-200 gi ống có đặc M b m điểm hàm lượng đường thấp thân nhỏ nhiều xơ có khả nảy chồi cao kháng điều kiện bất lợi vô sinh hữu sinh tốt Ngược lại Roc26 giống có hàm lượng đường cao thân to xơ thấp dễ nhiễm bệnh Kết quần thể lai F2 (cặp lai 29) thu 48 dòng lai đánh số thứ tự từ 127 đến 174 Các dịng lai chọn lọc tính trạng hàm lượng đường cao thị phân tử M12 Việc lai hữu tính mía gặp nhiều khó khăn chiều cao mía hoa nhỏ gây khó khăn cho trình bất dục hạt phấn cá thể mẹ Do lai thu từ phép lai kết việc tự thụ Trong nghiên cứu việc đánh giá để chọn lọc lai có băng thị phân tử M12 liên kết với tính trạng hàm lượng đường cao cịn cho phép xác định xác lai kết từ việc lai hữu tính 150 149 148 147 146 145 144 143 142 141 140 139 138 137 136 135 134 133 132 131 130 129 128 127 M B 150 bp Hình 7: Ảnh điện di gel polyacrylamide sản phẩm PCR cặp mồi M12 với dòng cặp lai 29 (từ dòng 127-150); M: marker; B: bố; M: mẹ 174 173 172 171 170 169 168 167 166 165 164 163 162 161 160 159 157 561 551 541 531 152 151 M B 150 bp Hình 8: Ảnh điện di gel polyacrylamide sản phẩm PCR cặp mồi M12 với mẫu cặp lai 29 (151-174 khơng có dịng 158) M: marker; B: bố; M: mẹ Ảnh điện di cho thấy sản phẩm PCR cặp mồi M12 với dịng lai (hình 11.12) thu với kích thước lý thuyết (150-170 bp Trong số 48 dịng lai có Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 16 dòng (129 130 131 132 135 139 145 149 151 154 155 156 157 159 164 167) mang băng 165 bp đặc trưng giống Roc26 Kết cho thấy việc gây bất dục dịng mẹ có hiệu việc lai hữu tính thành cơng 16 dịng có khả dịng có hàm lượng đường cao Để khẳng định kết luận cần tiến hành kiểm tra tiêu hóa sinh hàm lượng đường toàn quần thể để so sánh 32 dịng khơng có băng đặc trưng thị M12 khơng có nghĩa chúng có hàm lượng đường thấp Chúng mang alen khác bổ sung cho vắng mặt băng đặc trưng của chỉ th ị M12 Nếu kết đánh giá hóa sinh cho thấy số 32 dịng khơng có băng thị M12 có nhiều dịng có hàm lượng đường cao cần tiến hành nghiên cứu nhiều thị khác cho kết tồn diện Hàm lượng đường cao tính trạng đa gen gen đóng góp phần đến việc tích lũy đường Hàm lượng đường mía phụ thuộc vào biểu loạt gen mã hóa cho enzyme liên quan đến tổng hợp chuyển hóa sucrose: sucrose synthase; acid invertase gen sucrose phosphate synthase q trình tích lũy sucrose thời gian thu hoạch vận chuyển công nghệ chế biến bảo quản mía (Ming et al 2001; Lingle et al 2001; Lingle and Dyer 2001; 2004; Aitken et al 2005 2006; Vinayak et al 2010) Do ngồi việc đánh giá thị M12 cần phải tiến hành đánh giá thị khác kết hợp với số tiêu sinh hóa như: độ Brix hệ số Pol số CCS khẳng định dịng mía chọn lọc có hàm lượng đường cao Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đã đánh giá mức độ đa hình 20 thị SSR tập đồn 42 giống mía nghiên cứu Có 17 thị số 20 thị nghiên cứu cho đa hình Hệ số PIC 17 thị dao động từ động từ 0.2755 (cặp mồi M53) đến 0.7827 (cặp mồi M11) Hệ số PIC trung bình 17 cặp mồi cao (0.656) Số allen thị thay đổi từ allen (M53) đến 14 allen (M10) Số allen trung bình 17 thị nghiên cứu 5.82 allen Kết đánh giá đa dạng tập đồn 42 giống mía với thị SSR cho thấy hệ số tương đồng di truyền tập đoàn mía dao động từ 0.23 (Ern08-028 CC2) đến 0.97 (KU60-2 KU60-1-58) Tập đồn 42 giống mía nghiên cứu chia thành nhóm Các giống mía có xuất xứ có quan hệ di truyền gần Dựa hệ số trương đồng di truyền tập đồn mía kết đánh giá hàm lượng đường khuyến cáo cặp lai phục vụ chọn tạo giống mía có hàm lượng đường cao Sử dụng thị SSR M12 liên kết với tính trạng hàm lượng đường cao chọn lọc quần thể lai chọn lọc 16 dòng triển vọng mang băng đặc trưng thị Những dịng nhiều khả dịng có hàm lượng đường cao Kiến nghị Mía có kích thước hệ genome lớn mức đa bội cao phức tạp Ngồi tính trạng hàm lượng đường cao tính trạng đa gen hàm lượng đường thay đổi thời kỳ sinh trưởng phát triển mía Vì đề nghị tiếp tục sử dụng thị phân tử SSR để đánh giá xác định thêm thị liên kết với tính trạng hàm lượng đường cao khác phục vụ cho nghiên cứu chọn tạo giống mía Kết nghiên cứu thị M12 ghi nhận 16 dòng mang băng đặc trưng chị thỉ Tuy nhiên hàm lượng đường 16 dòng chưa xác định Cần tiến hành xác định hàm lượng đường thực tế 16 dịng Từ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn đem trồng khảo nghiệm phát triển thành giống mía hàm lượng đường cao phục vụ cho sản xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Tài liệu tham khảo tiếng Việt Báo cáo hàng năm trung tâm phát triển mía đường - Viện khoa học kỹ thuật nông nghiệp miền nam 2007 Báo cáo trạng giải pháp phát triển ổn định ngành Mía đường (2012) Báo cáo kết nghiên cứu chuyển giao áp dụng giống (2007) Trung tâm nghiên cứu phát triển mía đường Bộ nơng nghiệp phát triển nông thôn 1-7 Đỗ Ngọc Diệp Nguyễn Viết Tùng Nguyễn Đức Khiêm - Sự phát sinh gây hại lồi sâu đục thân mía miền đông nam Báo cáo Hội nghị Côn trùng học toàn quốc Lần thứ (2005) 315-320 Nguyễn Đức Quang Nguyễn Thị Rạng Vũ Hữu Hạnh Đỗ Đức Hạnh (2005) Kết nghiên cứu giải pháp thực khoa học kinh tế xã hội nhằm phát triển mía hệ thống phát triển nơng nghiệp nơng thôn vùng duyên hai miền trung giai đoạn 2002 – 2005 Tuyển tập báo cáo viện mía đường 97 -2007 74-80 Nguyễn Thị Bạch Mai Nguyễn Văn Dự Lê Quang Tuyền Đoàn Lệ Thuỷ Trương Thanh Hoài Nguyễn Thành Phước (2007) Kết nghiên cứu tuyển chọn giống mía suất chất lượng cao cho vùng Sóc Trăng Tuyển tập báo cáo viện mía đường 97 -2007 56-59 Tài liệu tham khảo tiếng Anh Aitken KS Jackson PA McIntyre CL (2005) A combination of AFLP and SSR markers provides extensive map coverage and indentification of homo(eo)logous linkage groups in a sugarcane cultivar Theor Appl Genet 110: 789 – 801 Aitken KS Jackson PA McIntyre CL (2006) quantitative trait loci identified for sugar related traits in sugarcane (Saccharum spp) cultivar x Saccharum officinarum population Theor Appl Genet 112:1306-1317 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Alwala S Kimbeng CA Veremis JC Gravois KA (2008) Linkage mapping and genome analysis in Saccharum interspeciWc cross using AFLP SRAP and TRAP markers Euphytica 164:37–51 Alwala S Kimbeng CA Veremis JC Gravois KA (2009) Identification of molecular markers associated with sugar-related traits in a Saccharum interspecific cross Euphytica 167 no Andru S Pan Y-B Thongthawee S Burner DM Kimbeng CA (2011) Genetic analysis of the sugarcane (Saccharum spp.) cultivar ‘LCP 85– 384′ I Linkage mapping using AFLP SSR and TRAP markers Theor Appl Genet 123:77-93 Banumathi G Krishnasamy V Maheswaran M Samiyappan R Govindaraj P Kumaravadivel N (2010) Genetic diversity analysis of sugarcane ( Saccharum sp.) clones using simple sequence repeat markers of sugarcane and rice Electronic Journal of Plant Breeding 1.4 517-526 Bao JS Corke H Sun M (2002) Microsatellites in starchsynthesizing genes in relation to starch physicochemical properties in waxy rice (Oryza sativa L.) Theor Appl Genet 105:898–905 Botha FC (2000) Sucrose phosphate synthase and sucrose synthase activity during maturation of internodal tissue in sugarcane Aust J of Plant Physiol 27: 81-85 Breseghello F Sorrells ME (2006) Association analysis as a strategy for improvement of quantitative traits in plants Crop Sci 46:1323–1330 10 Chandra A Jain R Solomon S (2012) Complexities of invertases controlling sucrose accumulation and retention in sugarcane Science.102 N06 25 857866 11 Chung AM Staub JE Chen JF (2006) Molecular phylogeny of Cucumis species as revealed by consensus chloroplastSSR marker length and sequence variation Genome 49:219–229 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 12 Cordeiro GM Casu R McIntyre CL Manners JM Henry RJ (2001) Microsatellite markers from sugarcane (Saccharum spp.) ESTs across transferable to Erianthus and Sorghum Plant Sci 160:1115–1123 13 Cuc LM Mace ES Crouch JH Quang VD Long TD Varshney RK (2008) Isolation and characterization of novel microsatellite markers and their application for diversity assessment in cultivated groundnut (Arachis hypogaea) BMC Plant Biol 8:55 14 Da Silva JA Bressiani JA (2005) Sucrose synthase molecular marker associated with sugar content in elite sugarcane progeny Genet Mol Biol 28 294-298 15 Daugrois JH Grivet L Roques D Hoarau J-Y Lombard H Glaszmann JC D’Hont A (1996) A putative major gene for rust resistance linhked with a RFLP markers in sugarcane cultivar ‘R570’ Theor Appl Genet 92:1059-1064 16 Dresselhaus T Cordts S Heuer S Sauter M Lorz H Kranz E (1999) Novel ribosomal genes from maize are differentially expressed in the zygotic and somatic cell cycles Mol Gen Genet 261:416–427 17 Ellegren H (2004) Microsatellites: simple sequences with complex evolution Nat Rev Genet 5:435–445 18 Ellis JR and Burke JM (2007) EST–SSRs as a resource for population genetic analyses Heredity 99:125–132 19 Fujimori S Washio T Higo K Ohtomo Y Murakami K Kenichi M Kawai J Carninci P Hayashizaki Y Kikuchi S Tomita M (2003) A novel feature of microsatellites in plants: a distribution gradient along the direction of transcription FEBS Lett 554:17–22 20 Groenewald JH and Botha FC (2008) Down-regulation of pyrophosphate: fructose 6-phosphate 1-phosphotransferase (PFP) activity in sugarcane enhances sucrose accumulation in immature internodes Transgenic Res 17 85–92 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 21 Gupta PK Rustgi S Sharma S Singh R Kumar N Balyan HS (2003) Transferable EST–SSR markers for the study of polymorphism and genetic diversity in bread wheat Mol Genet Genomics 270:315–323 22 Gutiérrez-Miceli FA Rodríguez-Mendiola MA Ochoa-Alejo N MéndezSalas R Arias-Castro C Dendooven L (2005) Sucrose accumulation and enzyme activities in callus culture of sugarcane Biologia plantarum 49 (3): 475-479 23 Hoarau J-Y Grivet L Offmann B Raboin L-M Diorflat J-P Payet J Hellmann M D’Hont A Glaszmann J-C (2002) Genetic dissection of a modern sugarcane cultivar (Saccharum spp.) II Detection of QTLs for yield components Theor Appl Genet 105: 1027 – 1037 24 Hoarau JY Offmann B D’Hont A Risterucci AM Roques D Glaszmann JC Grivet L (2001) Genetic dissection of a modern sugarcane cultivar (Saccharum spp.) I Genome mapping with AFLP markers Theor Appl Genet 103: 84 – 97 25 Jain R Chandra A Solomon S (2011) Modulating expression of SAI gene in relation to sucrose content using enzyme effectors in sugarcane In Xth Agricultural Science Congres Abstr.NBFGR Lucknow 26 Jakse J Stajner N Kozjak P Cerenak A Javornik B (2008).Trinucleotide microsatellite repeat is tightly linked to male sex in hop (Humulus lupulus L.) Mol Breed 21:139–148 27 Kantety RV Rota ML Matthews DE Sorrells ME (2002) Data mining for simple sequence repeats in expressed sequence tags from barley maize rice sorghum and wheat Plant Mol Biol 48:501–510 28 Kasetsart J (2008) Identifying QTLs for Fiber Content and Agronomic Characters in Sugarcane Using AFLP Markers Nat Sci 42 : 668 – 675 29 Lao FY Liu R He HY Deng HH Li QW Chen ZH Chen JW Fu C Qi YW Zhang CM (2009) Genetic diversity analysis of sugarcane parents with AFLP in China Genomics and Applied Biology 28:503–508 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 30 Lawson MJ Zhang L (2006) Distinct patterns of SSR distribution in the Arabidopsis thaliana and rice genomes.Genome Biol 7:R14 31 Li YC Korol AB Fahima T Nevo E (2004) Microsatellites within genes: structure function and evolution Mol Biol Evol 21:991–1007 32 Lingle SE and Irvine JE (1994) Sucrosore synthase and natural ripening in sugarcane Crop Sci 34: 1279-1283 33 Lingle SE Dyer JM (2004) Polymorphism in the promoter region of the sucrose synthase-2 gene of Saccharum genotypes J Am Soc Sugarcane Technol 24: 241-249 34 Marconi TG Costa EA Miranda HRCAN Mancini MC Cardoso-Silva CB Oliveira KM Pinto LR Mollinari M Garcia AAF Souza AP (2011) Functional markers for gene mapping and genetic diversity studies in sugarcane BMC Res Notes 4:264 - 275 35 McNeil MD Hermann S Jackson PA Aitken KS (2011) Conversion of AFLP markers to high-throughput markers in a complex polyploid sugarcane Mol Breeding 27:395-407 36 Ming R Liu SC Bowers JE Moore PH Irvine JE Paterson AH (2002a) Construction of a Saccharum consensus genetic map from two interspecific crosses Crop Sci 42: 570 – 583 37 Ming R Liu S-C Moore PH Irvine JE Paterson AH (2001) QTL analysis a complex autopolyploid: genetic control of sugar content in sugarcane Genome Res 11: 2075 – 2084 38 Ming R Wang Y-W Draye X Moore PH Irvine JE Paterson AH (2002b) Molecular dissection of complex traits in autopolyploid: mapping QTLs affecting sugar yield and related traits in sugarcane Theor Appl Genet 105: 332 – 345 39 Morgante M Hanafey M Powell W (2002) Microsatellites are preferentially associated with nonrepetitive DNA in plant genomes Nat Genet 30:194–200 40 Neeraja CN Maghirang-Rodriguez R Pamplona A Heuer S Collard BC Septiningsih EM Vergara G Sanchez D Xu K Ismail AM Mackill DJ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (2007) A marker-assistedbackcross approach for developing submergencetolerant rice cultivars Theor Appl Genet 115:767–776 41 Pan Y Luo H Li Y (2009) Soluble acid invertase and sucrose phosphate synthase: key enzyme in regulating sucrose accumulation in sugarcane stalk Sugar Tech 11 28–33 42 Pan YB (2006) Highly polymorphic microsatellite DNA markers for sugarcane germplasm evaluation and variety identity testing Sug Cane Tech 8(4) 246-256 43 Pan YB (2010) Databasing Molecular Identities of Sugarcane (Saccharum spp.) Clones Constructed with Microsatellite (SSR) DNA Markers American Journal of Plant Sciences 87-94 44 Pandey RN Rastogi J Sharma ML Singh RK (2011) Technologies for cost reduction in sugarcane Micropropagation Afr J Biotechnol 10(40): 78147819 45 Parasnis AS Ramakrishna W Chowdari KV Gupta VS Ranjekar PK (1999) Microsatellite (GATA)n reveals sexspecific differences in papaya Theor Appl Genet 99:1047–1052 46 Parida SK Kalia SK Sunita K Dalal V Hemaprabha G SelviA Pandit A Singh A Gaikwad K Sharma TR Srivastava PS Singh NK Mohapatra T (2009) Informative genomic microsatellite markers for efficient genotyping applications in sugarcane Theor Appl Genet 118:327–338 47 Pastina MM Malosetti M Gazaffi R Mollinari M Margarido GRA Oliveira KM Pinto LR Souza AP van Eeuwijk FA Garcia AAF (2012) A mixed model QTL analysis for sugarcane multiple-harvest-location trial data Theor Appl Genet 124:835-849 48 Pearson CE Edamura NK Cleary JD (2005) Repeat instability: mechanisms of dynamic mutations Nat Rev Genet 6:729–742 49 Perera MF Arias ME Costilla D Luque AC Garcı’a MB Romero CD Racedo J Ostengo S Filippone MP Cuenya MI Castagnar AP (2012) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Genetic diversity assessment and genotype identification in sugarcane based on DNA markers and morphological traits Euphytica 185.3 491-510 50 Raboin L-M Oliveira KM Lecunff L Telismart H Roques D Butterfield M Hoarau J-Y D’Hont A (2006) Genetic mapping in sugarcane a high polyploid using bi-parental progeny: idetification of a gene controlling stalk colour and a new rust resistance gene Theor Appl Genet 112:1382-1391 51 Rajendrakumar P Biswal AK Balachandran SM Srinivasarao K Sundaram RM (2007) Simple sequence repeats in organellar genomes of rice: frequency and distribution in genic and intergenic regions Bioinformatics 23:1–4 52 Rode J In-Chol K Saal B Flachowsky H Kriese U Weber WE (2005) Sexlinked SSR markers in hemp Plant Breed 124:167–170 53 Romero G Adeva C Battad Z (2009) Genetic fingerprinting: advancing the frontiers of crop biology research Philipp Sci Lett 2:8–13 54 Sehgal D Raina SN (2008) DNA markers and germplasm resource diagnostics: new perspectives in crop improvement and conservation strategies In: Arya ID Arya S (eds) Utilization of biotechnology in plant sciences Microsoft Printech (I) Pvt Ltd Dehradun pp 39–54 55 Singh RK Mishra SK Singh SP Mishra N Sharma ML (2010) Evaluation of microsatellite markers for genetic diversity analysis among sugarcane species and commercial hybrids AJCS 4.2 116-125 56 Souza GM Berges H Bocs S Casu R D’Hont A Ferreira JE Henry R Ming R Potier B Van Sluys M-A Vincentz M Paterson AH (2011) The Sugarcane Genome Challenge: Strategies for Sequencing a Highly Complex Genome Tropical Plant Biol 4:145-156 57 Spigler RB Lewers KS Main DS Ashman TL (2008) Genetic mapping of sex determination in a wild strawberry Fragaria virginiana reveals earliest form of sex chromosome Heredity 101:507–517 58 Tang J Baldwin SJ Jacobs JME van der Linden CG Voorrips RE Leunissen JAM Van EH Vosman B (2008) Largescale identification of polymorphic microsatellites using an in silico approach BMC Bioinformatics 9:374 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 59 Temnykh S DeClerck G Lukashova A Lipovich L Cartin-hour S McCouch S (2001) Computational and experimental analysis of microsatellites in rice (Oryza sativa L.): frequency length variation transposon associations and genetic marker potential Genome Res 11:1441–1452 60 Thiel T Michalek W Varshney RK Graner A (2003) Exploiting EST databases for the development of cDNA derived microsatellite markers in barley (Hordeum vulgare L.) Theor Appl Genet 106:411–422 61 Varshney RK Graner A Sorrells ME (2005) Genic microsatellite markers in plants: features and applications.Trends Biotechnol 23:48–55 62 Varshney RK Graner A Sorrells ME (2005) Genic microsatellite markers in plants: features and applications Trends Biotechnol 23:48–55 63 Varshney RK Thudi M Aggarwal R Bo ¨rner A (2007) Genic molecular markers in plants: development and applications In: Varshney RK Tuberosa R (eds) Genomics assisted crop improvement: genomics approaches and platforms vol Springer Dordrecht pp 13–29 64 Verma AK Upadhyay SK Srivastava MK Verma PC Solomon S Singh SB (2011) Transcript expression and soluble acid invertase activity during sucrose accumulation in sugarcane Acta Physiol Plant 33 1749–1757 65 Vinayak V Dhawan AK Gupta VK (2010) PCR Primers for identification of high sucrose Saccharum genotypes Physiol Mol Biol Plants 16(1): 107-111 66 Wang ML Barkley NA Jenkins TM (2009) Microsatellite markers in plants and insects Part I Applications of biotechnology Genes Genomes Genomics 3:54–67 67 Zhu YJ Komor E and Moore PH (1997) Sucrose accumulation in the sugarcane stem is regulated by the difference between the activities of soluble acid invertase and sucrose photphate synthase Plant Physiology 115:609-616 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... cho việc chọn tạo dịng mía hàm lượng đường cao Theo kết xác định hàm lượng đường cao đặc tính nơng sinh học 42 giống mía chúng tơi chọn 16 giống mía chia hai nhóm: nhóm có hàm lượng đường cao làm... truyền tập đồn 42 giống mía nghiên cứu - Sử dụng thị SSR liên kết với tính trạng hàm lượng đường cao để chọn lọc dịng lai có hàm lượng đường cao Thời gian địa điểm nghiên cứu - Thời gian: từ 3/2011... đến hàm lượng đường, chọn lọc thị có khả nhận biết dịng mía có hàm lượng đường cao Các băng đặc trưng thị có kích thước là: 230 500 bp Ngồi ra, cịn có thị có khả nhận biết dịng có hàm lượng đường