Nghiên cứu khảo sát đặc tính nông sinh học và đặc tính kháng bệnh mốc sương, bệnh virus (PVX, PVY) của một số dòng khoai tây nhị bội phục vụ cho công tác tạo giống

Luận văn, khóa luận, chuyên đề, cao học, thạc sĩ, tiến sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -
- NGUYỄN THỊ THUẬN NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT ðẶC TÍNH NƠNG SINH HỌC VÀ ðẶC TÍNH KHÁNG BỆNH MỐC SƯƠNG, BỆNH VIRUS (PVX, PVY) CỦA MỘT SỐ DÒNG KHOAI TÂY NHỊ BỘI PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC TẠO GIỐNG BẰNG DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số : 60.62.01 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS NGUYỄN QUANG THẠCH HÀ NỘI – 2010 LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa ñược sư dụng để bảo vệ học vị Tơi xin cam ñoan rằng, giúp ñỡ cho việc thực luận văn ñã ñược cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội ngày 20 tháng 08 năm 2010 Tác giả Nguyễn Thị Thuận Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp i LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, tơi nhận nhiều quan tâm giúp đỡ nhiệt tình thày cơ, lời ñộng viên giúp ñỡ bạn bè người thân Nhân dịp này, xin trân thành cảm ơn thầy giáo, giáo khoa nơng học trực tiếp giảng dạy, trang bị cho kiến thức bổ ích suốt thời gian học tập rèn luyện trường ðặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo GS.TS Nguyễn Quang Thạch người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ động viên tơi q trình thực đề tài hồn thiện luận văn Tơi xin cảm ơn cô giáo TS.Lê Thị Xuyên, môn bệnh khoa sau nông học, T.S Trần Ngọc Hùng môn công nghệ sinh học- viện rau toàn thể anh chị em nhóm khoai tây- viện Sinh Học nơng nghiệp giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi suốt thời gian thực ñề tài Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến người thân gia đình động viên giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt thời gian học tập hoàn thành tốt luận văn Hà Nội ngày 20 tháng 08 năm 2010 Tác giả Nguyễn Thị Thuận Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC ðỒ THỊ vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề 1.2 Mục đích u cầu ñề tài 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu 1.3 Ý nghĩa ñề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung khoai tây 2.2 ðặc ñiểm thực vật học yêu cầu ñiều kiện ngoại cảnh khoai tây 2.2.1 ðặc ñiểm thực vật học 2.2.2 Yêu cầu ngoại cảnh 2.4 Tình hình sản xuất sản xuất khoai tây giới Việt Nam 10 2.4.1 Tình hình sản xuất sản xuất khoai tây giới 10 2.4.2 Tình hình sản xuất khoai tây Việt Nam 12 2.5 Bệnh hại khoai tây 14 2.5.1 Bệnh mốc sương 14 2.5.2 Bệnh virus hại khoai tây 21 2.6 Các nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh mốc sương, bệnh virus nước 27 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iii 2.6.1 Các nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh mốc sương 27 2.6.2.Các nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh virus 28 2.7 Hướng nghiên cứu tạo giống có sử dụng kỹ thuật dung hợp tế bào trần thể nhị bội 31 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 3.1 ðối tượng, vật liệu, ñịa ñiểm, thời gian nghiên cứu 38 3.2 Nội dung 39 3.2.1 ðánh giá sinh trưởng phát triển, hệ số nhân tạo củ in vitro dòng khoai tây nhị bội 39 3.2.2 ðánh giá đặc điểm hình thái, sinh trưởng phát triển hình thành suất dịng khoai tây nhị bội ngồi đồng ruộng 39 3.2.3 ðánh giá khả kháng bệnh mốc sương khoai tây Phytophthora infestans dòng khoai tây nhị bội 39 3.2.4 ðánh giá khả kháng virus dòng khoai tây nhị bội qua thị phân tử 39 3.3 Phương pháp nghiên cứu 40 3.3.1 ðánh giá sinh trưởng phát triển, hệ số nhân tạo củ dòng khoai tây nhị bội ñiều kiện in vitro 40 3.3.2 ðánh giá ñặc ñiểm hình thái, sinh trưởng phát triển hình thành suất dịng khoai tây nhị bội ngồi đồng ruộng 40 3.3.3 ðánh giá khả kháng bệnh mốc sương khoai tây Phytophthora infestans dòng khoai tây nhị bội 41 3.3.4 ðánh giá khả kháng virus dòng khoai tây nhị bội qua thị phân tử 46 3.4 Phương pháp sử lý số liệu 46 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 47 4.1 ðánh giá sinh trưởng phát triển, hệ số nhân tạo củ in vitro dòng khoai tây nhị bội 47 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iv 4.1.1 ðộng thái sinh trưởng chiều cao số 47 4.1.2 Hệ số nhân giống vơ tính in vitro dịng khoai tây nhị bội 49 4.1.3 Khả tạo củ in vitro dòng khoai tây nhị bội 51 4.2 ðánh giá đặc điểm hình thái, sinh trưởng phát triển hình thành 52 suất dịng khoai tây nhị bội ngồi ñồng ruộng 52 4.2.1 ðộng thái sinh trưởng chiều cao số 52 4.2.2 ðặc điểm hình thái thân, lá, củ dòng khoai tây nghiên cứu 55 4.2.3 Chỉ số diện tích (LAI) dòng khoai tây nhị bội 62 4.2.4 Năng suất yếu tố cấu thành suất 63 4.3 ðánh giá tính kháng nhiễm dịng khoai tây nhị bội ñối với nấm P infestans 65 4.3.1 Tình hình bệnh mốc sương P infestans hại khoai tây, cà chua tỉnh phía bắc vụ đơng xn 2009-2010 65 4.3.2 ðánh giá tính kháng nhiễm in vitro dịng khoai tây nhị bội nấm P infestans 67 4.2.3 ðánh giá tính kháng nhiễm củ dòng khoai tây nhị bội ñối với nấm P infestans 71 4.3 ðánh giá khả kháng virus dòng khoai tây nhị bội thông qua thị phân tử 74 4.3.1 ðánh giá ñộ tinh ADN 75 4.3.2 Kết phản ứng PCR 76 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 80 5.1 Kết luận 80 5.2 ðề nghị 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 91 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp v DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Các mồi sử dụng ñể xác ñịnh gen kháng virus 39 Bảng 4.1: ðộng thái sinh trưởng chiều cao dòng khoai tây nhị bội 47 Bảng 4.2: ðộng thái tăng trưởng số dòng khoai tây nhị bội 48 Bảng 4.3: Hệ số nhân dòng nhị bội 50 Bảng 4: Khả tạo củ in vitro dòng khoai tây nhị bội 51 Bảng 4.5 ðộng thái sinh trưởng chiều cao dòng khoai tây nghiên cứu 53 Bảng 4.6 ðộng thái tăng trưởng số dòng khoai tây nghiên cứu 55 Bảng 4.7: ðặc ñiểm hình thái thân, lá, củ dịng khoai tây 56 Bảng 4.8: Chỉ số diện tích (LAI) dòng khoai tây nghiên cứu 62 Bảng 4.9: Năng suất yếu tố cấu thành suất 64 Bảng 4.10 Tình hình bệnh mốc sương hại cà chua, khoai tây số tỉnh phía bắc Việt Nam vụ đơng xuân năm 2009-2010 66 Bảng 4.11: Tính kháng nhiễm in vitro dịng khoai tây nhị bội nấm P infestans 68 Bảng 4.12: Tính kháng nhiễm tồn củ dịng khoai tây 71 nâm P infestans 71 Bảng 4.13: Tính kháng nhiễm khoanh củ dịng khoai tây nâm P infestans 73 Bảng 14: Số lượng băng ADN nhân ñược mồi với dòng khoai tây nhị bội 77 Bảng 15: Các dòng chứa gen kháng virus PVX PVY 77 Bảng 16: Các tổ hợp lai soma có triển vọng 78 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vi DANH MỤC ðỒ THỊ ðồ thị 4.1: ðộng thái sinh trưởng chiều cao dòng khoai tây nhị bội 48 ðồ thị 4.2: ðộng thái tăng trưởng số dòng khoai tây nhị bội 49 Biểu ñồ 4.3: Biểu diễn sinh trưởng chiều cao dòng khoai tây nhị bội 53 Biểu đồ 4.4: Tính kháng nhiễm in vitro dòng khoai tây nhị bội ñối với nấm P infestans 68 Biểu ñồ 4.5: Tính kháng nhiễm tồn củ dịng khoai tây ñối với nấm P infestans 72 Biểu đồ 4.6: Tính kháng nhiễm khoanh củ dịng khoai tây nâm P infestans 73 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Cây khoai tây Hình 2.2: Quả khoai tây Hình 2.3: Triệu chứng bệnh mốc sương: a) Triệu chứng lá, b) triệu chứng củ, c) triệu chứng thân, [87] 17 Hình 2.4: a) Bào tử phân sinh nấm p.infesant 18 Hình 2.5: Hình dạng PVX PVY [85 25 Hình 2.6: Một số lồi dệp truyền bệnh virus [86] 26 Hình 4.1: Ảnh in vitro giống khoai tây tứ bội atlantic 50 Hình 4.2: Ảnh in vitro dòng khoai tây nhị bội nghiên cứu 51 Hình 4.2: Ảnh tạo củ in vitro số dòng khoai tây nhị bội 52 Hình 4.3a ðặc điểm thân, lá, củ giống tứ bội Atlantic 58 Hình 4.3b ðặc ñiểm thân, lá, củ dòng Pt771 59 Hình 4.3c ðặc điểm thân, lá, củ dòng Pt772 59 Hình 4.3d ðặc điểm thân, lá, củ dịng Pt773 60 Hình 4.3e ðặc ñiểm thân, lá, củ dòng Ratte D,Avignom 60 Hình 4.3f ðặc điểm thân, lá, củ dòng Pnt2G 61 Hình 4.3g ðặc điểm thân, dịng Trn3G 61 Hình 4.4: Ruộng khoai bị bệnh mốc sương 67 Hình 4.5 : Triệu chứng bệnh mốc sương lây nhiễm lát củ 74 Hình 4.6: Ảnh ñiện di ADN tống số 75 Hình 4.7: Ảnh ñiện di sản phẩm PCR 76 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp viii MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề Khoai tây (Solanum Tuberosum L.) loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao củ khoai tây chứa nhiều tinh bột, khoai tây cịn lương thực chủ yếu nhiều nước giới Trong lương thực khoai tây xếp thứ tư sau lúa mỳ, lúa gạo ngô Hiện khoai tây ñã ñược trồng phổ biến 130 nước giới Khoai tây trồng có giá trị kinh tế cao, sử dụng làm lương thực thực phẩm cho người, làm thức ăn cho gia súc chăn ni Ngồi khoai tây cịn làm ngun liệu cho ngành cơng nghệ chế biến bánh kẹo, mì tơm… Ở nước ta cho ñến khoai tây loại trồng lý tưởng hệ thống trồng vụ đơng vùng đồng Bắc cơng thức ln canh: Lúa xuân – Lúa mùa sớm – Khoai tây đơng Khoai tây có thời gian sinh trưởng ngắn, cho suất cao, ñặc biệt “lúa xuân” ñời thay cho lúa chiêm diện tích trồng khoai nước ta có thời kỳ tăng vọt, tới 102.00 [5] Khoai tây góp phần cải tạo ñất: ñất trồng khoai tơi xốp, thân khoai tây nguồn phân xanh làm tăng dinh dưỡng ñất Hiện sản xuất khoai tây nước ta chủ yếu phục vụ nhu cầu nước, số lượng xuất không nhiều, thị trường xuất khoai tây rộng lớn ðặc biệt số nước lân cận Lào, Campuchia, Malaysia, Singapore lại khơng có khả sản xuất khoai tây Trong năm gần ñây vùng chuyên canh rau ngày mở rộng thêm diện tích ý đầu tư cơng nghệ cao suất khoai tây ñạt 10-11 tấn/ha thấp so với suất trung bình giới (16.8 tấn/ha) khu vực (15.7 tấn/ha) Có điều sản xuất khoai tây nước ta cịn có nhiều yếu tố bất lợi kìm hãm suất như: bệnh hại, sâu hại, trình độ canh tác người nông dân Trong yếu tố hạn chế suất sản xuất Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... giá tính kháng bệnh mốc sương, bệnh virus (PVX, PVY) số dòng khoai tây nhị bội phục vụ cho công tác tạo giống dung hợp tế bào trần ” Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông. .. xuất khoai tây Việt Nam 12 2.5 Bệnh hại khoai tây 14 2.5.1 Bệnh mốc sương 14 2.5.2 Bệnh virus hại khoai tây 21 2.6 Các nghiên cứu tạo giống khoai tây kháng bệnh. .. 1.2.1 Mục đích Chọn dịng nhị bội có đặc tính kháng bệnh mốc sương khoai tây P infestans, kháng virus có đặc tính nơng sinh học có giá trị làm vật liệu cho cơng tác chọn tạo giống dung hợp tế bào