Khóa luận tốt nghiệp đại học: “Nghiên cứu đa dạng di truyền của tập đoàn lúa thơm miền Bắc bằng chỉ thị SSR’’

Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Khuất Hữu Trung tận tình giúp đỡ tơi suốt thời gian thực đề tài, suốt thời gian hoàn chỉnh luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ, nhân viên Viện Di truyền Nông nghiệp tạo điều kiện điều kiện tốt nhất, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Như Toản q thầy giáo, gia đình, bạn bè ln khích lệ tinh thần giúp đỡ để tơi có điều kiện tốt suốt q trình thực khóa luận tốt nghiệp Do thời gian kiến thức có hạn nên khóa luận khơng tránh khỏi hạn chế thiếu sót định Tôi xin cảm ơn tiếp thu ý kiến đóng góp thầy giáo, giáo bạn sinh viên Hà Nội, tháng 05 năm 2012 Sinh viên Bùi Thị Linh Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp đại học: “Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa thơm miền Bắc thị SSR’’ hoàn thành hướng dẫn TS Khuất Hữu Trung khơng trùng với khóa luận khác Các số liệu, kết nêu luận văn hoàn toàn trung thực, khách quan, theo nhận thức vấn đề riêng tác giả Nếu có sai sót tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Trong q trình nghiên cứu thực khóa luận, tơi kế thừa thành tựu nhà khoa học với trân trọng biết ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2012 Sinh viên Bùi Thị Linh Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADN : Acid Deoxyribonucleic AFLP : Amplified Fragment Length Polymorphism ARN : Acid Ribonucleic CTAB : Cetyl Trimetyl Amonium Bromit dNTP : Dideoxy Ribonucleozit Triphotphat EDTA : Etylen Diamine Tetra Acetic acid FAO : Food and Agriculture Orgnization - Tổ Chức nông lương giới IRRI : International rice resarch Institute - Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế NTSYS : Numerial Taxonomy System PCR : Polymerase Chain Reaction RAPD : Random Amplified Phlymorphic DNA RE : Restriction Enzyme SSR : Simple Sequence Repeats SNPs : Single Nucleotide Polymorphism TAE : Tris Acetat Acid TCTK : Tổng cục thống kê TE : Tris EDTA UPGMA : Unweighted Pair - Group Method with Arithmetical averages Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Danh mục bảng Trang Bảng 1.1: Các loài Oryza theo Takeoka (1963) với số nhiễm sắc thể, kiểu gen phân bố địa lý Bảng 1.2: Đặc trưng hình thái sinh lý tổng qt nhóm giống lúa Bảng 1.3: Năng suất sản lượng lúa châu lục qua năm 13 Bảng 1.4: Diễn biến sản xuất lúa gạo giới năm gần 13 Bảng 1.5: Diện tích, suất sản lượng lúa Việt Namqua số năm 15 Bảng 2.6: Danh sách 17 giống lúa thu thập dùng nghiên cứu 28 Bảng 2.7: Thông tin cặp mồi nghiên cứu 29 Bảng 3.8: Bảng tần số ellele cặp mồi 35 Bảng 3.9: Số allele thể hệ số PIC 31 cặp mồi SSR 40 Bảng 3.10: Tỷ lệ khuyết số liệu (M) tỷ lệ dị hợp tử (H) giống lúa chất lượng nghiên cứu 42 Bảng 3.11: Mối quan hệ di truyền 50 giống lúa chất lượng 46 Danh mục hình vẽ Hình 1.1: Vi trí gen thơm nhiễm sắc thể số 24 Hình 3.2: DNA tổng số 17 giống lúa nghiên cứu 34 Hình 3.3: Ảnh điện di sản phẩm PCR mồi RM245 41 Hình 3.4: Ảnh điện di sản phẩm PCR giống lúa nghiên cứu với cặp mồi RM515 (205 - 231 bp) 43 Hình 3.5: Ảnh điện di sản phẩm PCR cặp mồi RM270 (104- 117 bp) 44 Hình 3.6: Sơ đồ hình mối quan hệ di truyền giống lúa Chất lượng nghiên cứu Khoa Sinh- KTNN 45 Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích đề tài: 3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc, phân loại lúa 1.1.1 Nguồn gốc 1.1.2 Phân loại 1.2 Tình hình sản xuất lúa giới Việt Nam 12 1.2.1 Trên giới 12 1.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo Việt Nam 14 1.3 Tổng quan lúa chất lượng 16 1.4 Các phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền dựa thị phân tử 18 1.4.1 Nghiên cứu đa dạng di truyền thông qua thị AND……………… 18 1.4.2 Một số thị phân tử dựa phản ứng PCR 19 1.4.3 Ứng dụng thị SSR nghiên cứu đa đạng di truyền, chọn tạo giống lúa thơm 22 Chương II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Vật liệu 27 2.2 Phương pháp nghiên cứu 30 2.2.1 Tách chiết ADN tổng số 30 2.2.2 Phản ứng PCR 31 2.2.3 Điện di sản phẩm PCR 32 Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh 2.2.4 Phương pháp phân tích số liệu 32 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Kết tách chiết ADN tổng số 34 3.2 Hệ số PIC, số allele tổng số băng ADN thể cặp mồi 34 3.3 Tỷ lệ khuyết số liệu (M) tỷ lệ dị hợp tử (H) giống lúa chất lượng nghiên cứu 42 3.4 Kết phân tích đa hình mối quan hệ di truyền giống lúa chất lượng nghiên cứu 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lúa gạo loại lương thực chủ yếu giới, có vai trị quan trọng lĩnh vực kinh tế vấn đề an ninh lương thực Lúa trồng rộng khắp từ 10o Nam vĩ tuyến đến 53o Bắc vĩ tuyến Diện tích trồng lúa chiếm khoảng 1/10 diện tích giống trồng giới, khoảng 91% diện trích trồng lúa Châu Á, 9% lại phân bố Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Phi Với tính thích ứng rộng, lúa có mặt khoảng 125 nước giới, cung cấp lương thực cho khoảng 2/3 dân số giới nguồn cung cấp lương thực chủ yếu châu Á Trên giới có 15 nước trồng lúa với diện tích hơn triệu ha, có tới 13 nước Châu Á Riêng Trung Quốc Ấn Độ chiếm khoảng 50% diện tích trồng lúa 56% sản lượng lúa toàn cầu Bangladesh, Indonexia, Thái Lan nước có diện tích trồng lúa lớn tổng diện tích trồng lúa tất nước Mĩ La tinh Ở Việt Nam, lúa loại trồng quan trọng nhất, vừa nguồn lương thực chủ yếu vừa nơng sản có kim nghạch xuất lớn Từ năm 1989 trở lại đây, Việt Nam trở thành quốc gia xuất gạo hàng đầu giới Năm 2001 nước xuất (tính theo triệu tấn) bao gồm: Thái Lan (6,4); Việt Nam (4,0); Trung Quốc (3,0); Mỹ( 2,8); (Nguồn USDA, 2001) Tuy sản xuất với số lượng nhiều chất lượng giá gạo xuất Việt Nam thường thấp so với số nước như: Thái Lan; Mỹ… đặc biệt có chênh lệch lớn loại gạo đặc sản gạo cao cấp Trong số chủng loại chính, gạo thơm ý nhiều người tiêu dùng đặc biệt nước vùng vịnh Pecsic số nước Đơng Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh Nam Á Tại loại gạo có giá trị cao 2-3 lần so với loại gạo thường Các giống lúa thơm Basmatic 370 Ấn Độ; Khao Dawk Mali105 Thái Lan; Jasmine 85 Mỹ giống lúa gạo quen thuộc thị trường giới Việt Nam có giống lúa Tám thơm, Dự thơm Bắc Bộ; Nàng Hương, Nàng Thơm Chợ Đào Nam Bộ sản xuất lâu đời nhiều người ưa chuộng Tuy nhiên thương hiệu gạo đặc sản nước ta thị trường quốc tế chưa có, việc tiêu thụ gạo phải đương đầu với nhiều khó khăn thách thức cạnh tranh thị trường, nhu cầu chất lương gạo ngày cao Chất lượng gạo đặc tính quan trọng nhất, tác động mạnh mẽ đến giá thị trường thị hiếu người tiêu dùng Chất lượng hạt gạo xác định nhiều yếu tố hình dạng hạt, giá trị dinh dưỡng, chất lượng sau chế biến đặc biệt mùi thơm Mùi thơm đặc tính quan trọng gạo đóng vai trị đáng kể giá thị hiếu sử dụng Trên thực tế, giá gạo thấp nước khác Lượng gạo xuất trọng xuất cao, mặt chất lượng cịn so với nhiều nước khác Điều ngược với xu hướng thị trường giới nước, người tiêu dùng sử dụng nhiều sẵn sàng trả giá cao với loại gạo thơm, ngon Trong năm 2006 giá gạo không thơm từ 250 - 300 USD/tấn giá gạo thơm Basmati bán 850USD/tấn Sự phát triển giống lúa chất lượng cao đặc biệt giống lúa Thơm mục tiêu quan trọng chương trình phát triển giống lúa ngày Chính vậy, chúng tơi tiến hành đề tài: “ Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa tám thơm miền Bắc thị SSR’’ nhằm đánh giá, tuyển chọn nguồn gen lúa có đặc tính q suất, Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh chất lượng, hương thơm phục vụ công tác chọn tạo giống lúa có suất, chất lượng cao Mục đích đề tài: Đánh giá mức độ đa dạng di truyền tập đoàn giống lúa tám thơm địa Việt Nam mức phân tử xác định mối quan hệ di truyền nguồn gen, tuyển chọn nguồn gen lúa có đặc tính q suất, chất lượng tính chống chịu phục vụ cơng tác chọn tạo giống lúa thơm phù hợp với điều kiện khí hậu miền Bắc Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: 3.1 Ý nghĩa khoa học Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen lúa tám thơm tạo sở lý luận cho việc chọn lọc nguồn gen lúa chất lượng ưu tú phục vụ nghiên cứu lai tạo giống định hướng cho công tác thu thập bảo tồn đa dạng nguồn gen lúa chất lượng mức phân tử 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu đề tài có ý nghĩa quan trọng việc xác định allele hiếm, allele đặc trưng để nhận dạng xác nguồn gen ưu tú góp phần vào cơng tác chọn tạo giống lúa thơm có suất cao, phẩm chất gạo tốt phục vụ cho sản xuất miền Bắc Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc, phân loại lúa 1.1.1 Nguồn gốc Tổ tiên lúa tồn từ đầu kỷ Phấn trắng Vào kỷ này, xuất loại nguyên thuỷ thuộc họ Oryzae, loại Streptochasta Schrad Đến cuối kỷ Phấn trắng xuất loại tre (Bambusa) lúa (Oryza) Một số loại khác xuất muộn vào kỷ thứ ba, thời kỳ phát triển mạnh họ Hồ thảo (Gramineae) Các lồi lúa Oryza spp có tổ tiên chung xuất vào thời địa cầu Gondwanaland, sau trái đất tách rời thành năm lục địa [1] Theo Chang (1985): lúa trồng Oryza sativa tiến hoá từ lúa dại hàng năm Oryza nivara Do điều kiện khí hậu, đặc biệt nhiệt độ, lúa Oryza sativa tiếp tục tiến hố theo ba nhóm: Indica thích hợp với khí hậu nhiệt đới, Japonica thích ứng với khí hậu lạnh Javanica có đặc tính trung gian [18] Tác giả Oka (1988) lại cho Oryza sativa có nguồn gốc từ lúa dại lâu năm Oryza rufipogon [16] Đến năm 2003, nghiên cứu di truyền tiến hoá 101 giống lúa, bao gồm lúa trồng lúa dại, Cheng chia loài lúa trồng Oryza sativa thành hai nhóm tương ứng với hai lồi phụ Indica Japonica Trong Oryza rufipogon chia thành bốn nhóm là: nhóm Oryza rufipogon hàng niên ba nhóm Oryza rufipogon đa niên Tác giả giống lúa Japonica có quan hệ gần gũi với nhóm Oryza rufipogon đa niên, cịn giống lúa Indica có quan hệ gần với nhóm lúa Oryza rufipogon hàng niên [21] Ở Châu Phi thấy xuất hai loài lúa dại Oryza longistaminata (đa niên) Oryza brevigulata (hàng niên), nhiều tác giả cho Oryza glaberrima có nguồn gốc từ Oryza breviligulata [1] Cho đến nay, nhiều nhà khoa học đồng ý lúa Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh Glaberrima lúa Sativa có chung nguồn thủy tổ vào thời kỳ lục địa nguyên thuỷ Gondwanaland Sau lục địa tách rời nhau, lúa Sativa Glaberrima tự tiến hố từ lồi lúa dại địa hai châu lục Châu Á Châu Phi [15] Nghiên cứu thời gian địa điểm xuất số loài ngũ cốc M Gee (1984) đưa dẫn chứng cho lúa nước xuất 4.500 năm trước công nguyên châu Á Họ hàng với lúa trồng loài chi Oryza Tateoka (1963, 1964) phân biệt 22 lồi, đó, thống lồi lúa trồng O sativa L O glaberrima Steud Tateoka xem dạng lúa Châu Phi (O perennis Moench) loài riêng O barthii A Chev., dạng lúa Châu Á Châu Mỹ thuộc loài O rufipogon Griff Tateoka bổ sung loài mới: O longiglumis Jansen O angustifolia Hubbard (Bảng 1.1) [37,38] Bảng 1.1 Các loài Oryza theo Takeoka (1963) với số nhiễm sắc thể, kiểu gen phân bố địa lý 2n Kiểu gen Phân bố địa lý Sativa L 24 AA Khắp giới, lúa trồng Rufipogon Griff 24 AA Châu Á, Châu Mỹ Barthii A Chev 24 AA Châu Phi Glaberrima Steud 24 AA Châu Phi, lúa trồng Breviligulata A Chev Et Roehr 24 AA Châu Phi Australiensis Domin 24 EE Châu Úc Eichingeri A Peter 24 CC Châu Phi Punctata Kotschy 24, 48 BB, BBCC Châu Phi Officinalis Wall 24 CC Châu Á Minuta J.S Presl 48 BBCC Châu Á Latifolia Desv 48 CCDD Châu Mỹ Nhóm/lồi Nhóm Oryzae Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh Alta Swallen 48 CCDD Châu Mỹ Gradniglumis Prod 48 CCDD Châu Mỹ Nhóm Schlechterianae Schlechteri Pilger New Guinea Nhóm Granulatae Meyeriana Baill 24 Châu Á Ridleyi Hook F 48 Châu Á Longiglumis Jansen 48 New Guinea Brachyantha A Chev et Roehr 24 FF Angustifolia Hubbard 24 Châu Phi Perrieri A Camus 24 Malagasy Tisseranti A Chev 24 Châu Phi 48 Châu Á Nhóm Ridleyanae Nhóm Angustifoliae Châu Phi Nhóm Coarctatae Coarctata Roxb Nguồn: Oka, 1988 [31] Ngày nay, lúa trồng nhiều châu Á, châu Phi, châu Mỹ Châu Đại Dương Tính tốn sản lượng cho thấy châu Á không quê hương Oryza sativa mà nơi trồng lúa giới Các giống lúa Indica phổ biến rộng vùng nhiệt đới Đơng Nam Á, giống Japonica thích nghi với điều kiện lạnh nên trồng phổ biến miền Trung Nam Trung Quốc, Triều Tiên, Nhật Bản, Đài Loan Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh 1.1.2 Phân loại * Phân loại lúa theo hệ thống phân loại thực vật Kết tiến hóa ảnh hưởng hệ thống chọn tạo giống qua hàng ngàn năm hình thành tập đồn giống lúa, loại hình sinh thái đa dạng phong phú Để sử dụng có hiệu nguồn gen quý giá nhiều nhà khoa học nước khác giới bỏ công nghiên cứu, tập hợp phân loại lúa trồng Hệ thống phân loại coi lúa cỏ khác tự nhiên Nó xếp theo hệ thống chung phân loại học thực vật ngành (divisio), lớp (classis), (ordines), họ (familia), chi (genus), loài (species) biến chủng (varietas) Để rõ thêm sử dụng đơn vị trung gian họ phụ (subfamilia), loài phụ (subspecies) Theo hệ thống phân loại lúa xếp theo trình tự sau đây: Ngành - Divisio: Angiospermae - Thực vật có hoa Lớp - Classis: Monocotyledones - Lớp mầm Bộ - Ordines: Poales (Graminales) - Hịa thảo có hoa Họ - Familia: Poacae (Graminae) - Hòa thảo Họ phụ - Subfamilia: Poidae - Hòa thảo ưa nước Chi - Genus: Oryza - Lúa Loài - Species: Oryza sativa - Lúa trồng Loài phụ - Subspecies: Subsp: japonica: Loài phụ Nhật Bản Subsp: indica: Loài phụ Ấn Độ Subsp: javanica: Loài phụ Java Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh Việc phân loại theo hệ thống phân loại học thực vật giúp ích lớn cho việc hệ thống hóa số lượng khổng lồ dạng hình lúa Hệ thống giúp nhà khoa học phân biệt lai gần lai xa * Phân loại theo sở phân bố địa lý Năm 1928 - 1930, nhà nghiên cứu Nhật Bản phân loại lúa trồng thành nhóm “Indica” “Japonica” dựa sở phân bố địa lý, hình thái hạt, độ bất dục lai tạo phản ứng huyết (Serological reaction) Các nhà nghiên cứu Nhật Bản sau thêm nhóm thứ “Javanica” để đặt tên cho giống lúa cổ truyền Indonesia “bulu” “gundil” Tên gọi nhóm thể nguồn gốc xuất phát giống lúa từ vùng địa lý khác Từ “Janvanica” có gốc từ chữ Java tên đảo Indonesia Từ “Japonica” có lẽ xuất xứ từ chữ Japan tên nước Nhật Bản Cịn “Indica” có lẽ có nguồn gốc từ India (Ấn Độ) Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh Bảng 1.2 Đặc trưng hình thái sinh lý tổng quát nhóm giống lúa Đặc tính INDICA JAVANICA JAPONICA Thân - Thân cao - Thân cao trung bình - Thân thấp Chồi - Nở bụi mạnh - Nở bụi thấp - Nở bụi trung bình Lá - Lá rộng, xanh - Lá rộng, cứng, xanh - Lá hẹp, xanh đậm nhạt nhạt - Hạt thon dài, dẹp - Hạt to, dầy - Hạt tròn, ngắn - Hạt - Hạt khơng có - Hạt khơng tới khơng có có dài có dài - Trấu lơng - Trấu có lơng dài - Trấu có lơng dài Hạt lơng ngắn dầy - Hạt dễ rụng Sinh học - Tính quang cảm thay đổi - Ít rụng hạt - Ít rụng hạt - Tính quang cảm - Tính quang cảm yếu thay đổi Nguồn: Chang, 1965 * Phân loại theo nguồn gốc hình thành Cơ sở để phân loại nguồn gốc hình thành phương pháp tạo giống Theo quan điểm lúa có quần thể sau: + Nhóm quần thể địa phương: Bao gồm nhóm địa phương hình thành khoảng thời gian dài địa phương khác như: giống lúa Tám Xoan, nếp Hoa Vàng, nếp Cẩm, nếp Tương… nhiều giống thu vùng sinh sống đồng bào dân tộc thiểu số nước ta + Nhóm quần thể lai: Được tạo phương pháp lai chương trình chọn giống khác Đây nhóm giống có nhiều tính trạng Khoa Sinh- KTNN Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh tốt, phù hợp với yêu cầu chương trình tạo giống đại sử dụng rộng rãi tất vùng trồng lúa + Nhóm quần thể đột biến: Bao gồm loại hình tạo phương pháp đột biến (đột biến tự nhiên đột biến nhân tạo) Đặc điểm bật nhóm chứa gen trình đột biến gen tạo + Nhóm quần thể tạo cơng nghệ sinh học: Nhóm gồm quần thể chuyển gen, ni cấy bao phấn chọn dòng tế bào nhằm đáp ứng mục tiêu riêng rẽ chương trình tạo giống + Nhóm dịng bất dục đực: Là nhóm đặc biệt chứa kiểu gen gây bất dục đực Phổ biến có hai kiểu bất dục đực bất dục đực tế bào chất bất dục đực chức di truyền nhân Các dòng bất dục đực sử dụng làm mẹ để tạo giống lúa lai với tiềm năng suất cao * Phân loại theo tính trạng đặc trưng (IRRI - INGER - 1995) Hệ thống phân loại áp dụng rộng rãi để xếp tập đoàn giống lúa thơng qua tính trạng đặc trưng Các giống nhóm có chung tính trạng đặc trưng gọi tập đoàn Các tập đoàn phổ biến gồm: + Tập đoàn suất cao: Tập hợp tất giống có tiềm cho suất cao Đây tập đoàn lớn nhất, quan trọng phổ biến + Tập đoàn chất lượng cao: Tập đồn giống có chất lượng gạo cao theo yêu cầu vùng khác giới Tập đoàn cung cấp nguồn gen cho chọn tạo giống có chất lượng gạo cao giống đặc sản + Tập đoàn giống chống bệnh: Gồm tập đoàn đặc hiệu tập đoàn giống chống bệnh đạo ơn, tập đồn giống chống bệnh bạc lá, tập đồn giống chống bệnh khơ vằn, tập đồn giống chống bệnh đốm sọc vi khuẩn v.v + Tập đoàn giống chống chịu sâu: Gồm tập đoàn đặc hiệu tập đoàn kháng rầy nâu, tập đoàn chống chịu sâu đục thân v.v Khoa Sinh- KTNN 10 Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh + Tập đồn chống chịu rét: Tập hợp giống có khả chịu rét thời kỳ khác chu kỳ sinh trưởng, phát triển lúa giai đoạn mạ, giai đoạn lúa đẻ rộ, giai đoạn trổ, giai đoạn chín v.v + Tập đồn chống chịu hạn: Tập hợp giống có khả chịu hạn thời kỳ khác từ mọc đến chín bao gồm hạn đất hạn khơng khí (nhiệt độ cao, độ ẩm thấp) + Tập đoàn chống chịu chua, mặn, phèn: Đất ven biển thường có yếu tố bất lợi chua, mặn, phèn nên giống có khả chịu chua, mặn xếp vào nhóm + Tập đồn giống chịu úng ngập: Tập hợp giống có khả chịu ngập thời gian dài giống sinh trưởng nhanh, cao, cứng, có khả chịu úng tốt + Tập đoàn giống với thời gian sinh trưởng đặc thù: Người ta xếp giống có thời gian sinh trưởng vào tập đoàn phân thành tập đoàn đặc thù gồm: tập đoàn giống cực ngắn (thời gian sinh trưởng 90 ngày), tập đoàn giống ngắn ngày (thời gian sinh trưởng từ 91 - 115 ngày), tập đồn giống có thời gian sinh trưởng trung bình (116 - 130 ngày), tập đồn giống dài ngày (trên 131 ngày), tập đoàn giống phản ứng với ánh sáng ngày ngắn gồm giống trổ điều kiện ngày ngắn Tùy theo mục tiêu sử dụng mà phân tập đoàn đặc hiệu khác nhằm mục tiêu cung cấp đầy đủ nguồn vật liệu hữu ích cho chọn tạo giống Khoa Sinh- KTNN 11 Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh 1.2 Tình hình sản xuất lúa giới Việt Nam 1.2.1 Trên giới Do tính thích nghi cao, cộng với việc người thành công việc tạo môi trường sống nên lúa trồng nhiều địa phương vùng khí hậu khác Hiện lúa trồng 113 quốc gia giới, phân bố chủ yếu từ 530 Bắc đến 100 Nam Lúa trồng vùng Tây Bắc Trung Quốc 530 Bắc, miền Trung Xumatra đường xích đạo New South Wales, châu Úc 350 Nam Ở châu Á lúa phân bố tập trung từ 300 Bắc đến 100 Nam Theo số lượng thống kê năm 2001, diện tích trồng lúa giới đạt khoảng 151 triệu sản lượng đạt 595,10 triệu (Bảng 1.3), [6] Năng suất lúa châu lục chênh lệch nhiều Năng suất cao thường tập trung nước có diện tích châu Âu, châu Úc Ngồi suất phụ thuộc vào điều kiện khác thời tiết khí hậu, trình độ thâm canh, điều kiện sở vật chất kĩ thuật Diện tích trồng lúa giới lớn, khoảng 152,15 triệu ha, phân bố không đều, tập trung chủ yếu châu Á, chiếm khoảng 85% diện tích, 90% sản lượng lương thực giới Diện tích sản lượng tập trung vào số nước nước: Trung Quốc, Ấn Độ, Inđônêxia, Việt Nam, Thái Lan, Myanma Nhật Bản Năng suất lúa nước châu Á có chênh lệch lớn Vì việc cao suất nước có suất cịn thấp triển vọng lớn để nâng cao suất vùng Khoa Sinh- KTNN 12 Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh Bảng 1.3: Năng suất sản lượng lúa châu lục qua năm 1991 Chỉ tiêu DT STT NS 2001 SL DT NS SL Châu (triệu/ha) (tạ/ ha) (triệu/tấn) (triệu/ ha) (tạ/ ha) (triệu/tấn) Châu Á 130,97 36,60 474,39 136,60 39,60 542,30 Châu Mỹ 7,80 33,90 26,48 7,10 44,60 31,70 Châu Phi 6,93 20,20 14,01 7,70 21,20 16,30 Châu Âu 1,04 55,90 2,26 0,56 55,40 3,10 Châu Úc 1,42 81,70 1,16 0,19 89,50 1,70 Thế giới 148,16 45,66 518,30 152,15 50,06 595,10 (Theo: Nguồn thống kê FAO, 2001 ) Bảng 1.4: Diễn biến sản xuất lúa gạo giới năm gần Diện tích Năng suất Sản lượng (triệu/ ha) ( tạ/ha) (triệu /tấn) 2005 153,5 40 614,0 2006 152,6 41 622,1 2007 153,0 41 622,2 2008 153,7 41 626,7 Năm (Nguồn: FAO Production year book 2009) Trong vài thập kỷ gần đây, sản lượng lúa giới không ngừng tăng lên suất chất lượng gạo thấp, chưa đảm bảo an ninh lương thực tồn cầu Ở châu Phi có nhiều nước tình trạng thiếu lương thực nghiêm trọng Bên cạnh đó, năm gần diễn biến thời tiết khí hậu có tính chất phức tạp lũ lụt hạn hán làm ảnh hưởng đến sản xuất nơng nghiệp Vì vậy, việc lựa chọn Khoa Sinh- KTNN 13 Lớp K34A- Sinh Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh giống lúa phù hợp với vùng, địa phương quan trọng Ngoài ra, cần ý tới khâu như: phân bón, phịng trừ sâu bệnh , công nghệ sau thu hoạch để tăng suất, chất lượng lúa gạo giới, đảm bảo an ninh lương thực cho tồn cầu 1.2.2 Tình hình sản xuất lúa gạo Việt Nam Từ năm 1989 đến nay, nhờ thành công sản xuất lúa gạo, Việt Nam từ quốc gia thiếu lương thực chuyển thành nước xuất gạo lớn thứ giới sau Thái Lan Số lượng gạo xuất tăng dần chất lượng không ngừng cải thiện Năm 2007, giá gạo Việt Nam giá gạo Thái Lan, nước đứng đầu giới xuất gạo Trong giai đoạn 1989 - 2008, Việt Nam xuất bình quân hàng năm triệu gạo sang 128 quốc gia giới Cùng với việc phát triển nhanh số lương thực khác, Việt Nam đưa sản lượng lương thực có hạt từ 34,5 triệu năm 2000 lên gần 40 triệu vào năm 2007; 2,22 lần năm 1986 Nhờ đó, Việt Nam tự cung cấp đủ lương thực cho tiêu dùng nước với số dân 85,2 triệu người (năm 2007), tạo quỹ dự trữ lương thực quốc gia với khối lượng triệu xuất năm từ 4,5 đến 5,0 triệu gạo Trước năm 2000 sản lượng lúa tăng nhanh nhờ tăng diện tích gieo cấy lúa (từ 5,68 triệu vào năm 1986 lên 7,66 triệu ha) Nhưng từ năm 2001 đến diện tích gieo cấy lúa giảm, phận chuyển sang nuôi trồng thủy sản trồng cơng nghiệp, ăn có giá trị cao hơn; phận khác chuyển sang mục đích phi nơng nghiệp, diện tích gieo cấy lúa khoảng 7,3 triệu (giảm 336.825 ha), song nhờ suất lúa bình quân tăng từ 28,1 tạ/ha lên 49 tạ/ha, làm cho sản lượng lúa Việt Nam tăng bình quân năm khoảng 1,0 triệu [6] Đặc biệt từ năm 2008, trị giá tăng vọt gần 100% so với năm trước giá gạo thị trường Khoa Sinh- KTNN 14 Lớp K34A- Sinh .. .Khóa luận tốt nghiệp Bùi Thị Linh LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp đại học: “Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa thơm miền Bắc thị SSR’’ hoàn thành hướng... phát triển giống lúa ngày Chính vậy, chúng tơi tiến hành đề tài: “ Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa tám thơm miền Bắc thị SSR’’ nhằm đánh giá, tuyển chọn nguồn gen lúa có đặc tính q... lúa chất lượng 16 1.4 Các phương pháp nghiên cứu đa dạng di truyền dựa thị phân tử 18 1.4.1 Nghiên cứu đa dạng di truyền thông qua thị AND……………… 18 1.4.2 Một số thị