So sánh đặc điểm sinh lý hoá sinh liên quan đến khả năng chịu mất nước của một số giống lúa cạn trồng tại tỉnh thái nguyên dưới tác động của kcl xử lý hạt trước khi gieo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LỜI CẢM ƠN - Để hồn thành cơng trình nghiên cứu này, tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo bạn bè Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Như Khanh, môn NGUYỄN THỊ NGỌC LANSinh lý thực vật, Khoa Sinh - KTNN, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tận tình hướng dẫn tơi hồn thành đề tài Tôi xin trân trọng cảm ơn tới thầy cô khoa Sinh - KTNN, trường SO SÁNH SINH LIÊN ĐẾN Đại học Sư phạmĐẶC Thái ĐIỂM Nguyên;SINH khoa LÝ, Sinh HOÁ - KTNN, trường Đại QUAN học Sư phạm NĂNG CHỊU NƯỚC CỦA SỐ nghiên GIỐNG LÚA CẠN HàKHẢ Nội tạo điều MẤT kiện cho suốtMỘT thời gian cứu TRỒNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA KCl Tôi xin chân thànhXỬ cảmLÝ ơn HẠT cán phòng sinh - protein, Viện TRƯỚC KHIHố GIEO Cơng nghệ sinh học; phịng Kỹ thuật, sở Nơng nghiệp phát triển nơng thôn tỉnh Thái Nguyên; Công ty Vật tư nông lâm nghiệp thuỷ lợi Thái Nguyên; Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Tác giả NGUYỄN THỊ NGỌC LAN HÀ NỘI - NĂM 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ NGỌC LAN SO SÁNH ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ, HOÁ SINH LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU MẤT NƯỚC CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN TRỒNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA KCl XỬ LÝ HẠT TRƯỚC KHI GIEO Chuyên ngành: SINH LÝ HỌC THỰC VẬT Mã số: 62.42.30.05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS Nguyễn Như Khanh PGS.TS Chu Hoàng Mậu HÀ NỘI - NĂM 2011 LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Như Khanh PGS.TS Chu Hoàng Mậu tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn tới PGS.TS Vũ Văn Hiển, TS Nguyễn Văn Đính, TS Lê Văn Sơn, TS.Nguyễn Vũ Thanh Thanh, cán khoa Sinh KTNN, trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên, cán phịng Cơng nghệ Tế bào Thực vật, Viện Cơng nghệ Sinh học, cán tổ Sinh lý Thực vật ứng dụng, khoa Sinh học, trường ĐH Sư phạm Hà Nội, cán khoa Khoa học Sự sống, trường ĐH Khoa học, cán Trung tâm Thực hành thực nghiệm, trường ĐH Nông lâm cán phịng Phân tích kiểm tra chất lượng nơng sản vật tư nông nghiệp, Viện Khoa học sống, ĐH Thái Nguyên giúp đỡ suốt thời gian nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn cán Trung tâm Tài nguyên Di truyền Thực vật, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam cung cấp giống lúa cạn tài liệu liên quan phục vụ công tác nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn tới Ban giám hiệu, Phòng Quản lý Khoa học - QHQT, Phịng Hành chính- tài vụ, Ban chủ nhiệm khoa Sinh - KTNN, trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên Ban giám hiệu, Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện cho suốt thời gian học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn động viên giúp đỡ gia đình, bạn bè đồng nghiệp suốt thời gian học tập thực luận án Tác giả luận án LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực Một số kết cơng bố đồng tác giả, phần cịn lại chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả luận án Nguyễn Thị Ngọc Lan MỤC LỤC Trang Mở đầu Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu lúa cạn 1.2 Tính chống chịu hạn lúa 19 1.3 Kali clorua vai trò kali lúa 26 1.4 Kỹ thuật sinh học phân tử nghiên cứu tính đa dạng di 31 truyền nghiên cứu gen liên quan đến tính chịu hạn trồng Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1 Vật liệu nghiên cứu 38 2.2 Phương pháp nghiên cứu 40 2.2.1 Phương pháp phân tích tiêu sinh lý 41 2.2.2 Phương pháp xác định tiêu hóa sinh 43 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu tiêu nông học 44 2.2.4 Các phương pháp sinh học phân tử 45 2.2.5 Phương pháp xử lý kết tính toán số liệu 50 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 3.2 51 Khả chịu nước giai đoạn mạ giống lúa cạn nghiên cứu 51 Xác định quan hệ di truyền 25 giống lúa cạn so sánh trình 70 tự gen LTP liên quan đến khả chịu nước lúa cạn 3.2.1 Kết xác định quan hệ di truyền 25 giống lúa cạn nghiên 70 cứu kỹ thuật RAPD 3.2.2 Kết so sánh trình tự gen LTP liên quan đến khả chịu nước lúa cạn 77 3.3 Ảnh hưởng KCl đến đặc điểm sinh lý, hóa sinh liên quan đến khả 84 chịu nước lúa cạn 3.3.1 Hàm lượng kali hạt mạ sau xử lý KCl 86 3.3.2 Ảnh hưởng KCl đến chất có hoạt tính thẩm thấu áp 87 suất thẩm thấu mạ 3.3.3 Ảnh hưởng KCl đến hoạt độ số enzym mạ 95 3.3.4 Ảnh hưởng KCl đến huỳnh quang diệp lục 98 3.3.5 Ảnh hưởng KCl đến yếu tố cấu thành suất 103 suất giống lúa cạn 3.3.6 Đánh giá chất lượng hạt dựa số tiêu sinh hóa 108 Kết luận đề nghị 113 Danh mục cơng trình công bố liên quan đến đề tài 115 Tài liệu tham khảo 116 NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN ADN Axit Deoxyribo Nucleic AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism bp Base pair CT Cơng thức CTTN Cơng thức thí nghiệm DL Diệp lục ĐC Đối chứng đtg Đồng tác giả ĐVHĐ FAO HL IRRI Đơn vị hoạt độ Food Agriculture Organization Hàm lượng International Rice Research Institute Kb Kilobase KN Khả LT Lý thuyết LTP Lipid transfer proteins Nxb Nhà xuất O sativa Oryza sativa O glaberrina O perennis Oryza glaberrina Oryza perennis P5CS Pyrrline-5-casboxylate synthase PCR Polymerase Chain Reaction PS I Photosystem I PS II Photosystem II QLT Quantitative trait loci RAPD Randomly Amlified Polymorphic DNA RFLP Restriction Fragment Length Polymorphism sHSP small heat-shock protein SNP Single Nucleotide Polymorphism STS Sequence Tagged Site SSR Simple Sequence Repeat STT Số thứ tự THN Thoát nước TN Thí nghiệm TT Thực thu DANH MỤC CÁC BẢNG STT Số bảng Tên bảng Bảng 1.1 Bảng 1.2 Diện tích, suất sản lượng lúa cạn giới 12 Bảng 2.1 38 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Thành phần phản ứng RAPD 47 Bảng 2.4 Thành phần phản ứng nhân gen LTP 48 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Hàm lượng diệp lục tổng số 54 Bảng 3.3 Hàm lượng diệp lục liên kết 56 10 Bảng 3.4 Sức hút nước hạt lúa 59 11 Bảng 3.5 Tham số thống kê lượng nước mô 62 12 Bảng 3.6 Hàm lượng nước mô mạ 64 13 Bảng 3.7 Cường độ thoát nước mạ 66 14 Bảng 3.8 15 Bảng 3.9 16 Bảng 3.10 17 Bảng 3.11 Hàm lượng kali tổng số 86 18 Bảng 3.12 Hàm lượng đường khử 88 19 Bảng 3.13 Hàm lượng prolin mạ 90 20 Bảng 3.14 Hàm lượng axít hữu 92 21 Bảng 3.15 Áp suất thẩm thấu mạ 94 Diện tích sản lượng lúa năm Việt Nam Danh sách giống lúa cạn nghiên cứu Kí hiệu trình tự nucleotit 20 mồi RAPD sử dụng nghiên cứu Chỉ số chịu hạn tương đối giống lúa cạn nghiên cứu Tổng hợp xếp hạng 25 giống lúa cạn theo tiêu sinh lý liên quan đến khả chịu nước Tổng số phân đoạn ADN tỷ lệ số phân đoạn ADN đa hình 20 mồi RAPD Các phân đoạn ADN đặc trưng giống lúa cạn với mồi ngẫu nhiên Trang 11 46 52 69 72 76 22 Bảng 3.16 Hoạt độ enzyme catalase mạ 96 23 Bảng 3.17 Hoạt độ enzyme peroxydase mạ 97 24 Bảng 3.18 Huỳnh quang diệp lục thời kỳ mạ 100 25 Bảng 3.19 Huỳnh quang diệp lục thời kỳ đẻ nhánh 101 26 Bảng 3.20 Huỳnh quang diệp lục thời kỳ làm đòng 102 27 Bảng 3.21 Các yếu tố cấu thành suất vụ xuân 2010 103 28 Bảng 3.22 29 Bảng 3.23 Các yếu tố cấu thành suất vụ mùa 2010 30 Bảng 3.24 31 Bảng 3.25 Năng suất lý thuyết suất thực thu vụ xuân 2010 Năng suất lý thuyết suất thực thu vụ mùa 2010 Hàm lượng axit amin hạt gạo số giống lúa cạn nghiên cứu 104 106 107 111 ... SO SÁNH ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ, HOÁ SINH LIÊN QUAN ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU MẤT NƯỚC CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA CẠN TRỒNG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA KCl XỬ LÝ HẠT TRƯỚC KHI GIEO Chuyên ngành: SINH LÝ... cao ) gây nên nước Từ nhận thức trên, chọn đề tài: ? ?So sánh đặc điểm sinh lý, hoá sinh liên quan đến khả chịu nước số giống lúa cạn trồng Thái Nguyên tác động KCl xử lý hạt trước gieo? ?? 1.2 Mục... 25 giống lúa cạn nghiên 70 cứu kỹ thuật RAPD 3.2.2 Kết so sánh trình tự gen LTP liên quan đến khả chịu nước lúa cạn 77 3.3 Ảnh hưởng KCl đến đặc điểm sinh lý, hóa sinh liên quan đến khả 84 chịu