Phát triển các dòng thuần phục vụ chọn tạo giống ngô lai cho điều kiện canh tác nhờ nước trời của miền bắc, việt nam luận án tiến sĩ di truyền và chọn giống cây trồng 62 62 01 11

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN MƯỜI NGHIÊN CỨU GÂY TẠO CÁC DÒNG BỐ MẸ THƠM ỨNG DỤNG CHO CHỌN TẠO GIỐNG LÚA LAI HAI DÒNG CHẤT LƯỢNG CAO Chuyên ngành: Di truyền chọn giống trồng Mã số: 62 62 01 11 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thị Trâm NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NƠNG NGHIỆP - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cám ơn, thơng tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Văn Mười i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hồn thành luận án, tơi nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy cô giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận án, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Trâm (người hướng dẫn khoa học) tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Di truyền chọn giống trồng, Ban chủ nhiệm Khoa Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, viên chức Viện Nghiên cứu Phát triển trồng, đặc biệt đồng nghiệp Phịng Cơng nghệ lúa lai giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi suốt q trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn cha mẹ, vợ, gái, bạn bè, đồng nghiệp sinh viên thực tập khóa giúp đỡ tơi nghiên cứu khoa học đời sống góp phần thúc đẩy việc hồn thành luận án này./ Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Văn Mười ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vii Danh mục bảng ix Danh mục hình xiii Trích yếu luận án xiv Thesis abstract xvi Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Những đóng góp đề tài 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Phần Tổng quan tài liệu 2.1 Tình hình nghiên cứu phát triển lúa lai nước 2.1.1 Nghiên cứu phát triển lúa lai giới 2.1.2 Nghiên cứu phát triển lúa lai nước 2.2 Hệ thống bất dục đực sử dụng chọn giống lúa lai hai dòng 11 2.2.1 Bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm nhiệt độ (TGMS) lúa 12 2.2.2 Bất dục di truyền nhân mẫn cảm ánh sáng (PGMS) lúa 14 2.3 Phương pháp chọn tạo dòng bố mẹ lúa lai hai dòng 16 2.3.1 Phương pháp tạo dòng mẹ lúa lai hai dòng 16 2.3.2 Phương pháp tạo dòng bố lúa lai 19 2.4 Di truyền số tính trạng liên quan đến chất lượng lúa 21 2.4.1 Di truyền yếu tố ảnh hưởng đến tính thơm 21 2.4.2 Di truyền kích thước hạt 25 2.4.4 Di truyền tính trạng hàm lượng protein 27 2.5 Di truyền số tính trạng liên quan đến suất lúa 28 iii 2.5.1 Số hạt 28 2.5.2 Tỷ lệ hạt 28 2.5.3 Khối lượng 1000 hạt 28 2.5.4 Năng suất hạt 29 2.6 Nghiên cứu chọn tạo giống lúa lai chất lượng cao 30 2.7 Đánh giá khả kết hợp dòng bố dòng TGMS 32 2.8 Một số nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nhân dòng TGMS sản xuất lúa lai F1 34 2.8.1 Một số nghiên cứu phục tráng nhân dòng TGMS 34 2.8.2 Một số nghiên cứu kỹ thuật sản xuất hạt lai F1 37 Phần Vật liệu phương pháp nghiên cứu 43 3.1 Vật liệu nghiên cứu 43 3.2 Nội dung nghiên cứu 43 3.2.1 Nội dung 1: Lai tạo dịng TGMS có mùi thơm đánh giá đặc điểm nơng sinh học, biểu tính dục, suất chất lượng chúng 43 3.2.2 Nội dung 2: Đánh giá biểu di truyền số tính trạng liên quan đến chất lượng gạo từ bố mẹ đến hệ 44 3.2.3 Nội dung 3: Đánh giá khả kết hợp dòng bố mẹ tuyển chọn tổ hợp lúa lai hai dịng có triển vọng 44 3.2.4 Nội dung 4: Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật nhằm xây dựng quy trình nhân dịng mẹ sản xuất hạt lai F1 44 3.3 Phương pháp nghiên cứu 44 3.3.1 Nội dung 1: Lai tạo bổ sung tính thơm cho dòng mẹ bất dục ổn định để tạo dòng TGMS thơm ổn định điều kiện sản xuất miền Bắc Việt Nam 44 3.3.2 Nội dung 2: Đánh giá mức độ biểu số tính trạng liên quan đến chất lượng gạo từ bố mẹ đến hệ 49 3.3.3 Nội dung 3: Đánh giá khả kết hợp dòng bố mẹ tuyển chọn tổ hợp lúa lai hai dòng có triển vọng 50 3.3.4 Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật nhằm xây dựng quy trình nhân dịng mẹ sản xuất hạt lai F1 53 3.3.5 iv Phần mềm xử lý số liệu 55 Phần Kết thảo luận 56 4.1 Lai tạo, chọn lọc đánh giá dòng TGMS thơm 56 4.1.1 Đặc điểm dòng bố mẹ tham gia lai dòng TGMS 56 4.1.2 Kết sử dụng thị phân tử để xác định gen quy định tính thơm tính dục dòng TGMS chọn 62 4.1.3 Kết sàng lọc cá thể dòng bất dục đực điều kiện nhân tạo 64 4.1.4 Kết đánh giá chuyển đổi tính dục dịng TGMS điều kiện tự nhiên 65 4.1.5 Một số đặc điểm nơng sinh học dịng TGMS điều kiện vụ Xuân 2012 68 4.2 Đánh giá mức độ biểu số tính trạng liên quan đến chất lượng gạo từ bố mẹ đến hệ 69 4.2.1 Nghiên cứu biểu tính trạng chiều dài hạt gạo lật mẫu hạt thu từ F1 số tổ hợp lai từ dòng bố mẹ chúng 69 4.2.2 Nghiên cứu biểu tỷ lệ gạo xát, gạo nguyên mẫu hạt thu F1 số tổ hợp lai từ dòng bố mẹ chúng 70 4.2.3 Nghiên cứu biểu hàm lượng protein mẫu hạt thu F1 số tổ hợp lai lúa 73 4.2.4 Nghiên cứu biểu độ bền thể gel lai F1 số tổ hợp lai lúa 74 4.2.5 Nghiên cứu biểu hàm lượng amylose mẫu hạt thu từ F1 số tổ hợp lai lúa 75 4.2.6 Nghiên cứu biểu mùi thơm F1, F2 số tổ hợp lai lúa 76 4.3 Đánh giá khả kết hợp dòng bố mẹ tuyển chọn tổ hợp lúa lai hai dịng có triển vọng 79 4.3.1 Đặc điểm dòng bố mẹ tham gia vào tổ hợp lai 79 4.3.2 Đánh giá số đặc điểm nông sinh học, suất chất lượng tổ hợp lai hai 80 4.3.3 Đánh giá khả kết hợp chung khả kết hợp riêng dòng bố mẹ 92 4.3.4 Kết phân tích số chọn lọc tổ hợp lai 99 4.3.5 Kết so sánh tổ hợp lai có triển vọng 101 v 4.4 Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật để thiết lập quy trình nhân dòng mẹ sản xuất hạt lai F1 104 4.4.1 Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật nhân dòng mẹ AT27 104 4.4.2 Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật nhằm xây dựng quy trình sản xuất hạt lai F1 tổ hợp TH6-6 108 Phần Kết luận đề nghị 114 5.1 Kết luận 114 5.2 Đề nghị 115 Danh mục cơng trình công bố 116 Tài liệu tham khảo 117 Phụ lục 128 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ/nghĩa tiếng Việt AFLP Amplified Fragment Length Polymorphism (Đa hình khuyếch đại đoạn chiều dài) Asia and Pacific Seed Association (Hiệp hội hạt giống châu Á – Thái Bình Dương) Aromatic TGMS line (Dịng TGMS thơm) Bacterial Artificial Chromosome (Nhiễm sắc thể nhân tạo vi khuẩn) Bất dục Bacillus Thuringensis (Bất dục kiểu BT) Bắc thơm số (giống lúa) Cytoplasmic Male Sterile (Bất dục đực tế bào chất) Công thức Đồng sông Cửu Long DeriboNucleic Acid (Axit đêoxiribonuclei) Environment sensitive Genic Male Sterile (Dòng bất dục đực di truyền nhân mẫn cảm với môi trường) Food and Agriculture Oganization (Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc) General Combining Ability (Khả kết hợp chung) Hương cốm (giống lúa) Indonesian Agency for Agricaltural Research and Development (Viện Nghiên cứu Phát triển Nông nghiệp Indonesia) International Rice Research Institute (Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế ) Khối lượng Khả kết hợp Marker Assisted Selection (Chọn lọc nhờ thị phân tử) Năng suất Năng suất lý thuyết Nhiễm sắc thể Năng suất thực thu Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi trùng lặp) APSA AT BAC BD BT BT7 CMS CT ĐBSCL DNA EGMS FAO GCA HC IAARD IRRI KL KNKH MAS NS NSLT NST NSTT PCR vii Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ/nghĩa tiếng Việt PGMS Photoperiod sensitive Genic Male Sterile (Dòng bất dục đực chức di truyền nhân mẫn cảm ánh sáng) Quantitative Trait Loci (Phương pháp di truyền để tính tốn khoảng cách tính trạng) Random Amplified Polymorphic DNA (Đa hình đoạn DNA khuyếch đại ngẫu nhiên) Restriction Fragments Length Polymorphism (Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn) Specific combining ability (Khả kết hơp riêng) Simple Sequence Repeates (Các chuỗi lặp đơn giản) Thermosensitive Genic Male Sterile (Dòng bất dục đực chức di truyền nhân mẫn cảm nhiêt độ) Thời gian sinh trưởng Ưu lai Wide Compatility Gene (Gen tương hợp rộng) QTL RAPD RFLP SCA SSR TGMS TGST ƯTL WCG viii ... TRÍCH YẾU LUẬN ÁN Tên tác giả: Nguyễn Văn Mười Tên Luận án: Nghiên cứu gây tạo dòng bố mẹ thơm ứng dụng cho chọn tạo giống lúa lai hai dòng chất lượng cao Chuyên ngành: Di truyền Chọn giống trồng. .. cứu phát triển lúa lai nước 2.1.1 Nghiên cứu phát triển lúa lai giới 2.1.2 Nghiên cứu phát triển lúa lai nước 2.2 Hệ thống bất dục đực sử dụng chọn giống lúa lai hai dòng 11. .. Made, 2 011 ) Indonesia đưa chiến lược phát triển lúa lai giai đoạn 2020-2030 là: 1- xã hội hóa phát triển lúa lai, ưu tiên công ty tư nhân tham gia chọn tạo phát triển lúa lai; 2- chọn tạo giống