Nghiên cứu đa dạng di truyền và cải tiến nguồn gen khoai môn sọ bản địa bằng công nghệ sinh học và đột biến thực nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI ĐẶNG THỊ THANH MAI NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ CẢI TIẾN NGUỒN GEN KHOAI MÔN SỌ BẢN ĐỊA BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ ĐỘT BIẾN THỰC NGHIỆM LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI ĐẶNG THỊ THANH MAI NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ CẢI TIẾN NGUỒN GEN KHOAI MÔN SỌ BẢN ĐỊA BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ ĐỘT BIẾN THỰC NGHIỆM Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 62.42.01.21 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Nguyễn Xuân Viết Hà Nội, 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Xuân Viết Các số liệu kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày … tháng năm 2014 TÁC GIẢ LUẬN ÁN ii LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận án này, tơi nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình PGS TS Nguyễn Xuân Viết Với tất lòng mình, tơi xin trân trọng bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thày giúp đỡ quý báu Xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới PGS TS Nguyễn Thị Ngọc Huệ, cảm ơn cô tư vấn có góp ý khoa học để luận án hồn thành cách tốt Tôi xin chân thành cảm ơn giảng viên cán Bộ môn Di truyền học, Cơng nghệ Sinh học vi sinh, Sinh lí học thưc vật Ban chủ nhiệm khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội; cán Phịng Kỹ thuật di truyền - Viện Di truyền Nơng nghiệp, Viện Khoa Học Nông nghiệp Việt Nam; Các cán Phịng Sinh học phân tử - Viện Cơng nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm khoa học Công nghệ Việt Nam ủng hộ, tạo điền kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận án Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban giám hiệu, bạn đồng nghiệp Trường Cao đẳng Sư phạm Bắc Ninh giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi suốt ngày tháng học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án Cuối nhiều, xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình người thân yêu động viên, tạo điều kiện thuận lợi để yên tâm học tập nghiên cứu suốt thời gian qua Hà Nội, ngày … tháng năm 2014 TÁC GIẢ LUẬN ÁN Đặng Thị Thanh Mai iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH x MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Căn pháp lý sở khoa học định hướng nghiên cứu 3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nội dung nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài ĐÓNG GÓP MớI CủA Đề TÀI CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung khoai môn sọ 1.1.1 Nguồn gốc, phân bố đặc điểm sinh thái khoai môn sọ 1.1.2 Phân loại học khoai môn sọ 1.1.3 Đặc điểm thực vật học khoai môn sọ 13 1.1.4 Thành phần dinh dưỡng, giá trị kinh tế sử dụng khoai môn sọ 14 1.1.5 Tình hình sản xuất khoai mơn sọ giới Việt Nam 16 1.2 Phân tích đa dạng di truyền khoai mơn sọ 19 1.2.1 Khái niệm đa dạng di truyền 19 1.2.2 Vị trí tầm quan trọng đa dạng di truyền 20 1.2.3 Phân tích đa dạng di truyền khoai mơn sọ 21 1.3 thu thập, bảo tồn sử dụng nguồn gen khoai môn sọ 30 1.3.1 Một số vấn đề thu thập, bảo tồn sử dụng nguồn gen thực vật .30 1.3.2 Thu thập, bảo tồn sử dụng nguồn gen khoai môn sọ 33 CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 iv 2.1 Vật liệu 41 2.2 Địa điểm nghiên cứu .44 2.3 Phương pháp nghiên cứu 45 2.3.1 Phương pháp bố trí trồng chăm sóc giống nghiên cứu đồng ruộng 45 2.3.2 Các phương pháp sử dụng đánh giá đa dạng di truyền mẫu giống nghiên cứu .46 2.3.4 Phương pháp nuôi mô, tế bào thực vật .50 2.3.5 Phương pháp chọn dòng đột biến 51 2.3.6 Phương pháp xử lí số liệu 53 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 55 3.1 Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen khoai môn sọ 55 3.1.1 Đa dạng đặc điểm hình thái nơng học mẫu giống khoai mơn sọ số loài gần 55 3.1.2 Kết phân tích đa dạng di truyền khoai mơn sọ số loài gần sử dụng thị phân tử ADN 64 3.1.3 Mối tương quan thị hình thái – nông học, thị RAPD thị SSR đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen khoai mơn sọ số lồi gần 94 3.1.4 Kết phân tích hàm lượng chất khô, thành phần dinh dưỡng vị ngon củ 12 giống khoai môn sọ hạt nhân 99 3.2 Nghiên cứu thử nghiệm khai thác số nguồn gen ứng dụng công nghệ tế bào kết hợp đột biến thực nghiệm 104 3.2.1 Nghiên cứu nhân nhanh số giống khoai môn sọ địa phương nuôi cấy chồi đỉnh in vitro 105 3.2.2 Nghiên cứu tạo củ in vitro tiềm ứng dụng kỹ thuật tạo củ in vitro sản xuất 113 v 3.2.3 Thử nghiệm ứng dụng kết hợp đột biến phóng xạ tia gamma (nguồn Co60) ni mơ, tế bào thực vật khoai môn sọ 118 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 140 PHỤ LỤC .150 vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa A AFLP Alocasia Amplified Fragment Length Polymorphism – Đa hình độ dài phân đoạn nhân Analysis of variance – Phân tích phương sai Ammonium persulfate 6-Benzylaminopurine Base pair – Căp bazơ nitơ Colocasia esculenta Colocasia gigantea Cộng Cetyl Trimetyl Amonium Bromite Deoxynucleotide Triphosphates Ethylendiamine tetra acetic acid Ethidium bromide Food and Agriculture Orgnization - Tổ Chức lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc Gibberellic acid Indole-3-acetic acid International Plant Genetic Resources Institute – Viện Tài nguyên Di truyền Thực vật quốc tế Micro lít Murashige and Skoog Naphthalene Acetic Acid Nanogram Numerial Taxonomy System Nhà xuất Polymerase chain reaction – Phản ứng chuỗi polymerase Polymorphic Information Content – Hàm lượng thơng tin đa hình Random Amplified Polymorphic DNA – Đa hình ADN nhân bội ngẫu nhiên Restriction Fragment Length Polymorphism – Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn ANOVA APS BAP bp Ce Cg cs CTAB dNTP EDTA EtBr FAO GA IAA IPGRI μl MS NAA ng NTSYS NXB PCR PIC RAPD RFLP vii SDS SSR TAE Taq TEMED UPGMA UV Xa Sodium dodecyl sulfate Simple Sequence Repeat – Sự lặp lại trình tự đơn giản Tris acetate EDTA Thermus aquaticus N,N,N‟,N‟ Tetramethylethylenediamine Unweighted pairgroup method analysis - Phương pháp phân nhóm khơng trọng số Ultraviolet (tia cực tím) Xanthosoma viii DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tiêu đề bảng Trang 1.1 Tình hình sản xuất khoai mơn sọ nước giới năm 2010 17 tỉ lệ tăng trưởng trung bình hàng năm (2000-2010) 1.2 Qui trình thiết lập sưu tập hạt nhân khoai mơn sọ nước Thái 38 Bình Dương 2.1 Các mẫu giống sử dụng nghiên cứu 42 2.2 Các mồi sử dụng phân tích RAPD 43 2.3 Các cặp mồi sử dụng phân tích SSR 44 3.1 Sự phân bố 40 mẫu giống khoai môn sọ theo số đặc điểm 59 hình thái – nông học quan trọng 3.2 3.3 66 Đặc trưng phân tử có ý nghĩa nhận dạng lồi khoai mơn sọ 70 số loài gần dựa thị RAPD 3.4 Đặc trưng phân tử giống khoai môn sọ địa phương dựa 75 thị RAPD 3.5 Tổng số băng ADN số băng ADN đặc trưng vùng nhân lên 76 từ 14 mồi ngẫu nhiên mẫu giống khoai môn sọ nghiên cứu 3.6 Mẫu giống khoai mơn sọ số lồi gần sử dụng phân tích 79 SSR 3.7 Số alen giá trị PIC thị SSR 80 3.8 Các alen SSR có ý nghĩa đặc trưng phân tử nhận dạng loài 82 nghiên cứu thuộc họ Ráy 3.9 Các alen SSR đặc trưng số giống khoai môn sọ 86 3.10 Đặc trưng phân tử có ý nghĩa tư liệu hóa số nguồn gen khoai 87 môn sọ địa phương 3.11 Sự phân bố alen SSR theo vùng sinh thái số mẫu giống 89 khoai môn sọ 3.12 Bộ sưu tập hạt nhân giống khoai môn sọ lựa chọn dựa số liệu hình thái phân tử 92 136 Bảng 3.31 Thành phần dinh dƣỡng dịng khoai mơn sọ đột biến giống gốc Môn thơm (Lạng Sơn) Cụ Cang (Sơn La) (Phân tích năm 2012 Phịng Phân tích ứng dụng – Viện Hóa học – Viện Hàn lâm khoa học Cơng nghệ Việt Nam) Số TT Dịng (giống) Hàm lƣợng chất khơ (%) Khống đa lƣợng (g/kg) Protein thơ (%) Ca Đ/C Ce4 - Mơn thơm (Lạng Sơn) Mg Khống vi lƣợng (mg/kg) P Fe Zn 88,41 ± 0,82 1,22 ± 0,00a 2,45 ± 0,36c 0,98 ± 0,01a 0,23 ± 0,00a 45 ± 4,36c ± 1,73a LS-03-01 88,28 ± 0,75 1,57 ± 0,00b 0,76 ± 0,10a 1,36 ± 0,00b 0,26 ± 0,00b 55 ± 3,00c ± 1,00a LS-03-02 88,33 ± 0,67 2,00 ± 0,00c 1,54 ± 0,10b 1,39 ± 0,01c 0,28 ± 0,00b ± 1,00a ± 2,65b 88,28 ± 0,75 1,92 ± 0,00a 1,49 ± 0,17b 2,25 ± 0,01b 0,24 ± 0,00b 31 ± 3,61a ± 1,73a 88,23 ± 0,75 2,20 ± 0,01b 0,76 ± 0,17a 1,83 ± 0,01a 0,21 ± 0,00a 42 ± 1,00b 11 ± 2,65b Đ/C Ce19 - Cụ Cang (Sơn La) CC-03-01 Ghi chú: ± SD; Đ/C: Đối chứng Xử lí thống kê thực theo giống, tức mức sai khác so sánh dòng đột biến giống gốc tạo dịng từ xử lí xạ a, b, c số đánh giá mức độ sai khác công thức theo thứ tự tăng dần Các công thức có chữ giống cơng thức khơng sai khác Các cơng thức có chữ khác sai khác với mức tin cậy 95% (hay mức ý nghĩa α = 0,05) 137 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ KẾT LUẬN Sáu lồi thuộc chi (Colocasia, Xanthosoma Alocasia) định loại dựa đặc điểm hình thái – nơng học Đa dạng di truyền mức hình thái nơng học lồi khoai mơn sọ cao Ở mức độ tương đồng hình thái 75%, mẫu giống lồi khoai mơn sọ (C esculenta) xếp thành nhóm giống Đa hình RAPD cao 51 mẫu giống nghiên cứu, với 96,23% số phân đoạn ADN đa hình nhân lên từ 14 mồi RAPD khác nhau, hệ số thơng tin đa hình RAPD dao động khoảng từ 50% đến 100% Với 48 phân đoạn ADN đặc trưng loài chi; 30 phân đoạn ADN đặc trưng mẫu giống khoai môn sọ địa phương, 33 phân đoạn ADN đặc trưng vùng phân bố mẫu giống hữu ích cho đánh giá đa dạng di truyền, nhận dạng phân tử loài, chi số giống khoai mơn sọ địa phương Có tổng số 97 alen SSR đa hình với số alen trung bình 10 alen/mồi, giá trị PIC trung bình 0,75, dao động khoảng 0,33 đến 0,93 biểu đa dạng di truyền cao 29 mẫu giống phân tích SSR Với 15 alen đặc trưng 25 alen SSR đặc trưng vùng sinh thái loài khoai mơn sọ thị phân tử hữu ích để đặc trưng phân tử số giống khoai môn sọ địa phương sở phân tử xác định 12 mẫu giống cho sưu tập khoai môn sọ hạt nhân cần bảo tồn dài hạn Ước lượng quan hệ di truyền dựa số liệu đa hình RAPD SSR cho thấy lồi dọc mùng (C gigantea) gần gũi mặt di truyền với lồi khoai mơn sọ (C esculenta), lồi mơn hoang dại (C lihengeae C menglaensis) phân nhóm với ráy Alocasia biểu gần gũi di truyền với Alocasia với Colocasia Chỉ thị RAPD SSR hữu ích để giải khó khăn 138 việc xác định vị trí chủng loại phát sinh lồi khoai mơn hoang dại mang đặc điểm hình thái giống với Colocasia A odora Kỹ thuật in vitro thích hợp để nhân nhanh giống tạo củ in vitro giống khoai Cụ cang (Sơn La), Sáp vàng (Thanh Hóa) Mơn thơm (Lạng Sơn): Khử trùng HgCl2 0,1% thời gian 12 – 15 phút, tái sinh chồi trực tiếp môi trường MS bổ sung mg/l BAP, nhân nhanh chồi môi trường MS bổ sung 0,1 mg/l NAA 2,5 đến mg/l BAP, tạo hồn chỉnh mơi trường MS bổ sung 0,1 mg/l NAA 0,5 mg/l BAP tạo củ in vitro mơi trường MS có bổ sung – mg/l BAP – 6% đường qui trình thích hợp để chủ động tạo nguồn giống bệnh, có độ đồng cao cho sản xuất Mức độ mẫn cảm với phóng xạ gamma hiệu gây đột biến phụ thuộc vào kiểu gen giống, liều chiếu xạ có hiệu áp dụng cho cải tiến giống khoai môn sọ địa phương 10 – 50 Gy Ba dòng đột biến triển vọng với đặc điểm trội thời gian sinh trưởng ngắn (ngắn so với đối chứng 20 ngày), suất tăng (cao đối chứng từ 150 – 200 g/khóm), hàm lượng protein thơ số khống chất củ tăng so với giống gốc cho thấy triển vọng kết hợp kỹ thuật in vitro đột biến thực nghiệm việc cải tiến giống khoai sọ địa phương nước ta ĐỀ NGHỊ Tiếp tục nghiên cứu bổ sung thêm thị ADN sử dụng thông tin đa dạng di truyền thị phân tử ADN phát từ nghiên cứu để mô tả, tư liệu hóa mẫu giống tập đồn gen khoai môn sọ bảo tồn, xây dựng sưu tập hạt nhân giống khoai môn sọ để bảo tồn dài hạn có hiệu phục vụ nghiên cứu khai thác nguồn gen khoai môn sọ phong phú nước ta Tiếp tục chọn lọc đánh giá dịng đột biến có triển vọng để tiến tới khảo nghiệm tạo giống khoai môn sọ đột biến có suất chất lượng cao 139 NHỮNG CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN Đặng Thị Thanh Mai Nguyễn Xuân Viết (2011), “Nghiên cứu tạo củ in vitro sinh trưởng trồng từ củ in vitro số giống khoai mơn q địa phương”, Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Số 56 (3), tr 51 – 58 Đặng Thị Thanh Mai Nguyễn Xuân Viết (2012), “Nghiên cứu nhân nhanh bốn giống khoai sọ quí địa phương phương pháp nuôi mô, tế bào thực vật”, Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Số 57 (3), tr 135–147 Đặng Thị Thanh Mai Nguyễn Xuân Viết (2012), Phân tích đa dạng di truyền lồi khoai mơn sọ (Colocasia esculenta (L.) Schot) số loài gần kỹ thuật RAPD”, Báo cáo nghiên cứu khoa học nghiên cứu giảng dạy sinh học Việt Nam, Hội nghị Sinh học Quốc gia lần thứ nhất, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, tr 611–619 Nguyễn Xuân Viết Đặng Thị Thanh Mai (2012), “Phân tích đa dạng di truyền khoai môn sọ sử dụng thị RAPD”, Tạp chí Nơng nghiệp & phát triển nơng thơn, Số 24, tr 30-36 Viet Xuan Nguyen, Dang Thi Thanh Mai and Nguyen The Anh (2013), Genetic relationships among different species of taro in Viet Nam, as reveal by SSR loci, XIth International Aroid Conference, Ha Noi, tr 47-48 Đặng Thị Thanh Mai, Nguyễn Xuân Viết (2014), “Khối lượng khô thành phần dinh dưỡng số giống địa phương dịng đột biến khoai mơn sọ”, Tạp chí Khoa học Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Tập 30, Số 1S, tr 131-136 Đặng Thị Thanh Mai, Nguyễn Xuân Viết (2014), Nghiên cứu đa dạng di truyền khoai môn sọ (Colocasia esculenta (L.) Schott) sử dụng thị SSR, Tạp chí Nơng nghiệp & phát triển nông thôn, Số 16 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Lê Trần Bình (1997), Cơng nghệ sinh học thực vật cải tiến giống trồng, Giáo trình cao học nơng nghiệp, NXB Nơng nghiệp Hà Nội, Tr 62-79 Nguyễn Hữu Bình (1963), Cây khoai nước, NXB Khoa học, Hà Nội Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (2005), Danh mục nguồn gen trồng quý cần bảo tồn, ban hành kèm theo Quyết định số 80/2005/QĐBNN, ngày 05 tháng 12 năm 2005 Nguyễn Văn Dư, Nguyễn Xuân Viết (2003), Một lồi thuộc chi khoai mơn (Colocasia) phát Việt Nam, Kỷ yếu hội thảo Những vấn đề nghiên cứu khoa học sống: Báo cáo khoa học hội nghị toàn quốc lần thứ 2, nghiên cứu sinh học, nông nghiệp, y học Nguyễn Văn Dư, Vũ Tiến Chính (2009), Phát họ Ráy (Araceae) Đông Dương 14 năm gần đây, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Sinh thái Tài nguyên sinh vật lần thứ 3, 22/10/2009, Viên Sinh thái Tài nguyên sinh vật - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam Hồ Huỳnh Thùy Dương (1997), Sinh học phân tử, NXB Giáo dục, tr 128-129 Ngô Thị Đào, Nguyễn Đinh Hiền, Nguyễn Thị Lan, Nguyễn Văn Thiện (2007), Giáo trình Phương pháp thí nghiệm nơng nghiệp, NXB ĐHSP Hà Nội, tr 46-88 Nguyễn Văn Giang, Vũ Ngọc Lan Tống Văn Hải (2013), “Nghiên cứu đa dạng di truyền khoai môn – sọ thị phân tử ADN”, Tạp chí Khoa học Phát triển 11 (1), tr 1-6 Nguyễn Phùng Hà, Lưu Ngọc Trinh, Nguyễn Phụ Chu, Nguyễn Thị Ngọc Huệ (2010), Kết thử nghiệm mở rộng sản xuất khoai mơn KMC1-TN, Tóm tắt báo cáo nghiên cứu Khoa học nông nghiệp 10 Nguyễn Phùng Hà, Hoàng Thị Nga (2012), Kết bảo tồn quỹ gen có củ ngân hàng trồng Quốc gia, Tóm tắt báo cáo nghiên cứu Khoa học nông nghiệp 11 Nguyễn Thị Hiền, Vũ Thy Thư (2004), Hóa sinh học, NXB Đại học Sư phạm, tr 365-373 12 Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết, Nguyễn Hữu Nghĩa, Vũ Linh Chi, Nguyễn Phùng Hà (2000), “Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đồn mơn sọ (Colocasia esculenta)”, Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Quản lý kinh tế, tr 221-227 141 13 Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Hữu Nghĩa, Vũ Linh Chi (2003), Đa dạng di truyền nguồn gen môn sọ (Colocasia esculenta) theo vùng địa lý sinh thái, Những vấn đề nghiên cứu khoa học sống, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, tr 615-618 14 Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Văn Viết (2004), Tài nguyên di truyền khoai môn sọ Việt Nam, NXB Nông nghiệp, tr 9-25 15 Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Đinh Thế Lộc (2005), Cây có củ kỹ thuật thâm canh (khoai môn sọ: Coco yams), NXB Lao động xã hội 16 Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Nguyễn Thị Yến, Đào Thế Anh, Phạm văn Lâm, Nguyễn Tất cảnh, Lã Tuấn Nghĩa Lê Văn Hưng (2008), Hướng dẫn bảo tồn đa dạng sinh học nông nghiệp Việt Nam, IUCN Việt Nam, Hà Nội 17 Nguyễn Thị Ngọc Huệ, Lưu Ngọc Trình (2008), Bài giảng mơn tài ngun di truyền thực vật, NXB Nông nghiệp Hà Nội 18 Nguyễn Đăng Khôi, Nguyễn Hữu Hiến (1985), Nghiên cứu thức ăn gia súc Việt Nam (tập III – Những loại khác), NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 19 Phạm Văn Kiều (1998), Lý thuyết xác suất thống kê toán học, NXB Khoa học Kỹ thuật, tr 152-223 20 Liên Hợp Quốc (1992), Công ước đa dạng sinh học, Rio de Janeiro (Braxin) 21 Vũ Văn Liết (2009), Quỹ gen bảo tồn quỹ gen, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tr 40-180 22 Chu Văn Mẫn (2011), Tin học công nghệ sinh học, NXB Giáo dục Việt Nam, tr 99-123 23 Nguyễn Quang Thạch, Đào Huy Chiên, Đỗ Thị Bích Nga (2010), Kết nghiên cứu nhân giống khoai môn sọ phương pháp in vitro, Kết nghiên cứu khoa học công nghệ 2006 – 2010, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội, tr 573 – 580 24 Khuất Hữu Thanh (2006), Kỹ thuật gen – Nguyên lí ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật, tr 184-195 25 Nguyễn Đức Thành (2000), Nuôi cấy mô, tế bào thực vật – Nghiên cứu ứng dụng, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 26 Thủ tướng phủ (2007), Kế hoạch hành động quốc gia đa dạng sinh học đến năm 2010 định hướng đến năm 2020 thực Công ước Đa dạng sinh học Nghị định thư Cartagena an toàn sinh học, Ban hành kèm theo Quyết định số 79/2008-TTg ngày 31/5/2007 Thủ tướng phủ 142 27 Bùi Cơng Trừng, Nguyễn Hữu Bình, Trần Văn Dỗn (1963), Khoai nước, dong riềng vấn đề lương thực, NXB Khoa học, Hà Nội 28 Nguyễn Xuân Viết (2002), “Phân tích liên kết locus isozyme khoai môn lưỡng bội (2n = 2x), Colocasia esculenta (L.) Schott”, Tạp chí Sinh học (24), tr 37–42 29 Nguyễn Xuân Viết (2007), “Sự phân bố giống khoai môn sọ lưỡng bội tam bội nhiễm sắc thể đa dạng kiểu nhân lồi khoai mơn sọ Miền Bắc Việt Nam” Tạp chí Khoa học, ĐHQG Hà Nội 2(23), tr 330– 336 30 Nguyễn Xuân Viết, Nguyễn Bá Hoành (2006), Đa hình điện di protein dự trữ củ khoai mơn sọ (Colocasia esculenta (L.) Schott) số loài gần gũi, Tuyển tập Một số cơng trình nghiên cứu khoa học sinh học năm 2005 -2006, Trường Đại học Vinh 31 Đỗ Năng Vịnh (2005), Công nghệ tế bào thực vật ứng dụng, NXB Nông nghiệp, tr 11-81 TÀI LIỆU TIẾNG ANH 32 Aregheore E M., Rayalu V., Manueli P (2000), “Nutritional evaluation of some staple plant foods from Pacific Island Countries”, Jour – South Pacific Agric 7(1), pp - 33 Aregheore E M (2001), “Traditional Staple Foods and Some Feed Stuff of Pacific islands: their chemistry, biochemistry and nutrient composition”, IRETA Print Media, The University of the South Pacific, Shool of Agriculture, Institute for Reseach, Extension and Training in Agriculture, Alayfua Campus, Apia, Samoa 34 Aregheore E M & Perera D (2003), “Dry Matter Nutrient Composition and Palatability/Acridity of Eight Exotic Cultivars of Cocoyams - Taro (Colocasia esculenta) in Samoa”, Plant foods for Human Nutrition 58, pp 1-8 35 Bradburry J H., Holloway W D (1998), “Chemistry of tropical root crops, Significance for nutrition and agriculture in the Pacific”, ACIAR Monograph 6, pp 201 36 Brown A C., Reitzenstein J E., Liu J., Jadus M R (2005), “The Anti Cancer Effects of Poi (Colocasia esculenta) on Colonic denocarcinoma Cells In vitro”, Phytother , Res 19, pp 767–771 37 Caillon S., Quero-Garcia J., Lescure J P and Lebot V (2006), “Nature of taro (Colocasia esculenta (L.) Schott) genetic diversity prevalent in a Pacific 143 Ocean island, Vanua Lava, Vanuat”, Genetic Resources Crop Evolution 53, pp 1273–1289 38 Chand H., Pearson M N and Lovell P H (1999), “Rapid vegetative multiplication in Colocasia esculenta (L.) Schott (taro)”, Plant cell, tissue and organ Culture 55, pp 223–226 39 Chang T K (1958), “Dispersal of taro in Asia”, Ann Assoc Am Geo, 48: 255–256 40 Chien-Ying Ko, Ji-Ping Kung & Rahan Mc Donald (2008), “In vitro micropropagation of white dasheen (Colocasia esculenta)”, African Journal of Biotechnology 7, pp 41-43 41 Denham T P., Haberle S G., Lentfer C., Fullagar R., Field J., Therin M., Porch N., Winsborough B (2003) “Origins of agriculture at Kuk Swamp in the Highlands of New Guinea”, Science 301, pp 189-193 42 Denham T (2004), Early agriculture in the highlands of New Guinea: an assessment of Phase at Kuk Swamp, In “A Pacific Odyssey: Archaeology and Anthropology in the Western Pacific”, V Attenbrow, R Fullagar, pp 47–57 Records of the Australian Museum, Supplement 29 Australian Museum: Sydney 43 Du H M., Tang D M & Huang D F (2006), “Fragrant taro (Colocasia esculenta (L.) Schott var Antiquorum) micropropagation using thidiazuron and Biotechnology”, Euphytica 81(3), pp 379-384 44 Dudley N S and Osgood R V (1999), “Evaluating Ecalyptus urophyla provenances for short rotation forestry”, Experriment Station, HARC, April 10/1999 45 Hamza S., Hamida W B., Rebai A and Harrabi M (2004), “SSR- based genetic diversity assessment among Tunisian winter barley and relationship with morphological traits”, Euphytica 135, pp 107–118 46 Hartman R D (1974), “Dasheen mosaic virus and other phythopathogens eliminated from caladium taro and cocoyam by culture of shoot tip”, Phytophathology 64, pp 237-240 47 Hirai M., Sato T., Takayanagi K (1989), “Classification of Japanese cultivars of taro (Colocasia esculenta (L.) Schott) based on electrophoretic pattern of the tuber proteins and morphological characters”, Japanese Journal of Breeding 39(3), pp 307-318 48 Hu Kan, Xing Fang Huang, Wei Dong & Yi Ding (2009), “Characterization of 11 microsatellite loci in taro (Colocasia esculenta)”, Molecular Ecology Resources 9, pp 582-584 144 49 Hussain Z., Tyagi R K (2005), “Invitro corm induction and genetic stability of regenerated plants in C esculenta (Colocasia esculenta (L.) Schott)”, India J Biotech 5, pp 535-542 50 Inno Onwtieme (1999), Taro cultivation in Asia and Pacific, RAP PUBLICATION 51 International Plant genetic resources institute ( IPGRI) (1999), Descriptors for taro Colocasia esculenta ( L.), IPGRI, Rome 52 Irwin S V., Kaufusi P., Banks K., R de la Pena and Cho J J (1998), “Molecular characterization of taro (Colocasia esculenta) using RAPD Markers”, Euphytica 99, pp 183–189 53 Food and Agriculture Organization of United Nations (1996), The state of the world's plant genetic resources for food and agriculture, FAO, Rome 54 Food and Agriculture Organization of the United Nations Regional office for Asia and Pacific (2012), Selected indicators of food and agriculture development in the Asia Pacific region 2001 – 2011, RAP Publication 2012/18, Bangkok, October 2012, pp 74-76 55 Ghani F D (1984), “Key to the cultivar of keladi (Colocasia esculenta – Araceae) in Peninsula Malaysia, Gardens” Bulletin 37 (2), pp 199-208 56 Golson J (1991), “Bulmer Phase II: early agriculture in the New Guinea Highlands” In „Man and a Half: Essays in Pacific Anthropology and Ethnobiology in Honour of Ralph Bulmer‟ (Ed A Pawley) pp 484–491 Auckland, The Polynesian Society 57 Golson J., Hughes P J (1980), “The appearance of plant and animal domestication in New Guinea” Journal de la Société des Océanistes 36, pp 294–303 58 Kreike CM, Van Eck HJ, Lebot V (2004), “Genetc diversity of taro, Colocasia esculenta (L.) Schott, in Southeast Asia and the PACIFIC” Theoretical and Applied Genetics 109, pp 761-768 59 Kumazawa S., Niuchi K., Honda F (1956), “Classifications of taro varieties in Japan”, Journal of the Japanese Society for Horticulture Science 25, pp 110 60 Kuruvilla, K.M & A Singh (1981), “Karyotypic and electrophoretic studies on taro and its origin”, Euphytica 30, pp 405–413 61 Lakhanpaul S., Velayudhan K C and Bhat K V (2003), “Analysis of genetic diversity in Indian taro [Colocasia esculenta (L.) Schott] using random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers”, Genetic Resources and Crop Evolution 50, pp 603–609 145 62 Lebot V (1992), “Genetic vulnerability of Oceania‟s traditional crops”, Experimental Agricultural 28, pp 309-323 63 Lebot V., Aradhya K M (1992), “Collecting and evaluating taro (Colocasia esculenta) for isozyme variation”, Plant genetic resources newsletter 90, pp 47-49 64 Lebot V (1999), “Biomolecular evidence for plant domestication in Sahul”, Genetic Respurces and Crop Evolution 46, pp 619-628 65 Lebot V., Prana M S., Kreike N., van Heck H., Pardales J., Okpul T., Gendua T., Thongjiem M., Hue H., Viet N & Yap T C (2004), “Characterisation of taro (Colocasia esculenta (L.) Schott) genetic resources in Southeat Asia and Oceania”, Genetic Resoueces and Crop Evolution 51, pp 381392 66 Lebot V., Hartati S., Hue N T., Viet N V., Nghia N H., Okpul T., Pardales J., Prana M S., Prana T K., Thongjiem M., Krieke C M., VanEck H., Yap T C and Ivancic A (2010), Characterizing taro using isozymes and morpho-agronomic descriptors, The Global Diversity of Taro: Ethnobotany and Conservation, Bioversity International, pp 39-55 67 Léon J (1977), Origin, evolution, and early dispersal of root and tuber crops, In „Proceedings of the 4th symposium of the International Society for Tropical Root Crops.‟ (Eds J Cook, R MacIntyre, M Graham), pp 20-36 1-7 August 1976, International Development Research Centre: Ottawa, Canada 68 Loy T H., Spriggs M., Wickler S (1992), “Direct evidence for human use of plants 28,000 years ago: starch residues on stone artifacts from the northern Solomons”, Antiquity 66, pp 898-912 69 Lydian (Ann) Kyte and Kathy Liu (1996), “Plant from Tets Tubes, An introduction to Microprogation 3th”, Timbes Press 26 70 Mace E and Godwin I D (2002), “Development and characterization of polymorphic microsatellite markers in taro Colocasia esculenta (L.) Schott”, Genome 45(5), pp 823–832 71 Mace E S., Mathur P N., Godwin I D., Hunter D., Taylor M B., Singh D., DeLacy I H and Jackson G V H (2010), Development of a regional core collection (Oceania) for taro, Colocasia esculenta (L.) Schott, based on molecular and phenotypic characterization, The Global Diversity of Taro: Ethnobotany and Conservation, Bioversity International, pp 184-202 72 Manzano A R., Adolfo A Rodríguez Nodals, María I Román Gutiérrez, Zoila Fundora Mayor and Leonor Castiđeiras Alfonso (2010), Morphological and isoenzyme variability of taro (Colocasia esculenta L Schott) 146 germplasm in Cuba, The Global Diversity of Taro: Ethnobotany and Conservation, Bioversity International, pp 69-91 73 Maolin L., Li Rugang, Zhou Mingde, Eyzaguirre P., Ayad W G (2010), Genetic diversity assessment of taro collections in China using RAPD assays, The Global Diversity of Taro Ethnobotany and Conservation, Bioversity International, pp 92-97 74 Matthews P J (1990), The origins, dispersal and domestication of taro, PhD Thesis Australian National University, Canberra 75 Matthews P J (1991), “A possible tropical wildtype taro: Colocasia esculenta var aquatilis” Indo-Pacific Prehistory Association Bulletin 11, pp 6981 76 Matthews P M., Matsushita Y (1992), “Ribosomal and mitochondrial DNA variation in Japanese taro (Colocasia esculenta (L.) Schott)”, Japanese Journal of Breeding 42(4), pp 825-833 77 Matthews P J (1995), “Aroids and the Austronesians”, Tropics 4, pp 105-126 78 Matthews P J (2003), “Taro planthopper (Tarophagus spp.) in Australia and the origins of taro (Colocasia esculenta) in Oceania”, Archaeology Oceania 38, pp 192-202 79 Nguyen V X., Hiroichi Yoshino and Makoto Tahara (1998), “Genetic Cotrol of Four Enzymes in Dipploid Taro Colocasia esculenta (L.) Schott”, Breeding Science 48(3), pp 273-280 80 Nguyen V X., Yoshino H and Makoto Tahara (1998), “Phylogenetic Analyses of Taro (Colocasia esculenta (L.) Schott) and Related Species base on Esterase Isozymes”, Okayama University 87, pp 133-139 81 Nguyen V X., Yoshino H., Tahara M (1999), “Genetic analysis of 12 polymorphic isozyme loci in taro Colocasia esculenta (L.) Schott”, Breeding Science 49(3), pp 179-185 82 Noyer J L., Weber A., Billot C., Brottier P., Quero-Garcia J., Lebot V (2004), Genetic diversity of taro (Colocasia esculenta (L.) Schott assessed by SSR marker, In: Guarino L Taylor M (eds) Proceedings of the 3rd International Taro Symposium, Secretariat of the Pacific Community 83 Obara-Okeyo P and Kako S (1998), “Genetic diversity and identifi cation of Cymbidium cultivars as measured by random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers” Euphytica 99, pp 95-101 84 Ochiai T., Viet Xuan Nguyen, Makoto Tahara and Hirimichi Yoshino (2001), “Geographical differentiation of Asian taro Colocasia esculenta (L.) Schott detected by RAPD and isozyme analyses”, Euphytica 122, pp 219-234 147 85 Okpul T., Singh D., Gunua T.& Wagih M E (2004), “Assessment of diversity using agro-morphological traits for selecting a core sample of Papua New Guinea taro (Colocasia esculenta (L.) Schott) collection”, Genetic Resources and Crop Evolution 52, pp 671-678 86 Pillai S V., Lakha S L (2008), “Molocular variability in 45 India C esculenta cultivars”, Asia Australias J Plant Sci Biotech (1 & 2), pp 102-106 87 Plucknett D L., de la Pena, Obrero F (1970), Taro (Colocasia esculenta) Field Crop Abstracts 23, pp 413-426 88 Purseglove J W (1972), Tropical crops, Monocotyledons, Longman London 89 Prana M S., Hartati S and Prana T K (2010), A study on isozyme variation in the Indonesian taro (Colocasia spp.) germplasm collection, The Global Diversity of Taro Ethnobotany and Conservation, Bioversity International, pp 56-59 90 Quero-Garcia J., Noyer J L., Perrier X., Marchand J L., Lebot V (2004), “A germplasm stratification of taro (Colocasia esculenta) based on agromorphological descriptors, validation by AFLP markers”, Euphytica 137, pp 387–395 91 Rao V R., D Hunter, P B Eyzaguirre, Peter J Matthews (2010), “Ethnobotany and global diversity of taro”, The global diversity of C esculenta Ethnobotany and Conservation, Biodiversity International, Rome, pp 16 92 Rayualu V K T T (2000), “Chemical Composition of some Food and Feedstuff Used in Human and livestock Nutrition from Four Pacific Islant countries”, B Agric Project The University of South Pacific School of Agriculture Alafua Campus Apia Samoa 93 Sardos Julie, Jean-Louis Noyer, Roger Malapa, Sopjie Bouchet & Vincent Lebot (2012), “Genetic diversity of taro (Colocasia esculenta (L.) Schott) in Vanuatu (Oceania): an appraisal of the distribution of allelic diversity (DAD) with SSR makers”, Genet Resour Crop Evol 59, pp 805-820 94 Seetohul S & Puchooa D (2007), “Genetic Improvement of Taro (Colocasia esculenta var esculenta) through in-vitro mutagenesis”, Research Week 2007 – Special Issue – UoM Research Journal - Volume 13A – 2008 University of Mauritius, Réduit, Mauritiu 95 Sharma J R (1998), Statistical and Biometrical Techniques in Plant Breeding, New Age International (P) Ltd Publishers, New Delhi 96 Sharma K., Mishra A K (2008), “The genetic structure of C.esculeanta: a comparision of RAPD and isozyme maker”, Plant Biotechnol Repp 2, pp 191–198 148 97 Sharp W R., Larsen P O., Paddock E F., Raghavan V (1980), “Plant Cell and Tissue Culture: Principles and Applications”, New Phytologist 86(1), pp 126-128 98 Shen D (2000), “The analysis of genetic diversity of germplasm resources in C.esculenta in Yunan Province”, The Dissertation of Graduate Shool in Chinese Academy of Agri Sciences 99 Singh D., Mace E S., Godwin I D., Mathur P N., Okpul T., Taylor M., Hunter D., Kambuou R., Rao V R., Jackson G (2008), “Assessment and rationalization of genetic diversity of Papua New Guinea taro (Colocasia esculenta) using SSR DNA fingerprinting”, Genet Resour Crop Evol 55, pp 811-822 100 Singh D., Hunter D., Iosefa T., Okpul T., Fonoti P and Delp C (2010), Improving taro production in the South Pacific through breeding and selection, The Global Diversity of Taro: Ethnobotany and Conservation, Bioversity International, pp 168-184 101 Singh Shrawan., Singh D R., Faseela F., Kumar Naresh, Damodaran V., Srivastava R C (2012), “Diversity of 21 taro (Colocasia esculenta (L.) Schott) accessions of Andaman Islands”, Genet Resour Crop Evol 59, pp 821–829 102 SPC (1983), Taro – South Pacific Community, South Pacific Foods, Leaflet Community Education training Centre Suva Fiji 103 Sukamto L A (2003), “Development of early maturing and leaf blight resistant Taro (Colocasia esculenta (L.) schott with improved tast”, Reseach Centure for Biology – LIPI Bogor Indonesia, pp 177-182 104 Taylor M B (1999), Tissue Culture of Taro (Colocasia esculenta var esculenta), PRAP Leaflet No 6, Pacific regional Agriculture Programme, Project 7, ISBN: 982-343-036-5 105 The Global Crop Diversity Trust (2010), Edible Aroid Conservation Strategies, The Secretariat of the Pacific Community, New Caledonia, pp 7-27 106 Wanda W Collins; Calvin O Qualset (1999), Biodiversity in Agroecosystems, CRC press LLC, Lewis Publishers, USA 107 Wiliam J G K., Kublelik A R., Livak K J., Tingey S V (1990), “DNA polymorphisms amplifed by arbitrary primers are useful as genetic marker”, Nucleic Acids Research 18, pp 6531-6535 108 Xiaoling He, Miyasaka S C., Fitch M M., Moore P H., Zhu Y J (2008), “Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of taro (Colocasia esculenta (L.) Schott) with a rice chitinase gene for improved tolerance to 149 a fungal pathogen Sclerotium rolfsii”, Plant Cell Rep Springer-Verlag 2008 Genet Resour Crop Evol 109 Xixiang L., Shen Di, Zhu Dewei, Yang Yongping, Xu Jianchu, Zhou Mingde, Eyzaguirre P and Ayad W G (2010), Ethnobotany and genetic diversity of taro in Yunnan, China – analyses of diversity using multiple techniques, The Global Diversity of Taro Ethnobotany and Conservation, Bioversity International, pp 98-120 110 Yang A H and Yeh K W (2005), “Molecular cloning recombinant gene expression and antifungal activity of cystatin from taro (Colocasia esculenta cv Kaosiung no 1)”, Planta 221, pp 493–501 111 Yen, D E & Wheeler J M (1968), “Introduction of taro into the Pacific: the indications of the chromosome numbers”, Ethnology 7, pp 259–267 112 Yen D E (1993), “The origins of subsistence agriculture in Oceania and the potential for future tropical food crops”, Economic Botany 47, pp 3-14 113 Yen D E (1991a), “Domestication: the lessons from New Guinea”, Man and a half (Ed A Pawley), pp 558-569 (Polynesian Society: Auckland) 114 Yen D E (1991b), “Polynesian cultigens and cultivars: the questions of origin” Islands, plants and Polynesian, (Eds PA Cox, SA Banack), pp 67-95 (Dioscorides Press: Portland) 115 Zhou Su P., He Ye K & Li Shi J (1999), “Induction and characterization of in vitro corms of diploid – taro”, Plant cell, Tissue and Organ Culture 57, pp 173-178 CÁC TRANG WEB 116 Hồng Giang (2014), Khôi phục giống khoai sọ địa phương pháp nuôi cấy mô (theo TTXVN), truy cập ngày 6/7/2014 từ http://www.Baoninhbinh.org.vn 117 Nguyễn Phùng Hà, Lê Văn Tú, Nguyễn Thị Hạnh, Trần Thị Ánh Nguyệt, Nguyễn Anh Vân (2013), Nghiên cứu áp dụng tri thức địa bảo tồn on – farm nguồn gen khoai môn sọ số tỉnh phía Bắc Việt Nam, truy cập ngày 6/6/2014 từ http://www.pgrvietnam.org.vn 118 Hoàng Nam (2011), Nhân giống khoai môn sọ Bắc Kạn nuôi cấy mô (Theo TTXVN), truy cập ngày 6/6/2014 từ http://www.vietnamplus.vn 119 Phạm Hải Ninh (2014), Giải pháp đột phá nhân giống trồng đặc sản (theo TTXVN), truy cập ngày 6/7/2014 từ http://www.Haiduongdost.gov.vn 120 Trần Danh Sửu (2009), Đa dạng di truyền đa dạng sinh học, truy cập ngày 6/7/2014 từ http://www.pgrvietnam.org.vn 121 Hải Yến (2013), Nhân giống khoai sọ phương pháp nuôi cấy mô (theo TTXVN), truy cập ngày 6/6/2014 từ http://www.vietnamplus.vn 150 PHỤ LỤC ... GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI ĐẶNG THỊ THANH MAI NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG DI TRUYỀN VÀ CẢI TIẾN NGUỒN GEN KHOAI MÔN SỌ BẢN ĐỊA BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ ĐỘT BIẾN THỰC NGHIỆM Chuyên... Nghiên cứu cải tiến nguồn gen khoai mơn sọ địa phƣơng Trên giới có số nghiên cứu cải tiến nguồn gen khoai môn sọ thành công Các nghiên cứu tiến hành theo hướng: nhập nội giống khoai môn sọ ngoại... 1.2.1 Khái niệm đa dạng di truyền Theo Công ước đa dạng sinh học 1992, đa dạng di truyền hiểu phong phú biến dị cấu trúc di truyền cá thể bên loài; biến dị bên quần thể [20] Đa dạng di truyền biểu