Ứng dụng chỉ thị phân tử SSR đánh giá nguồn bố mẹ phục vụ chọn tạo giống bông lai F1

MỤC LỤC

Phạm vi nghiờn cứu của ủề tài 1. Giống nghiên cứu

Trong khuụn khổ nghiờn cứu của ủề tài, chỳng tụi tiến ủỏnh giỏ 20 giống bơng Luồi (Gossypium hirsutum L.) trong tập đồn giống bơng của Viện nghiên cứu bông và Phát triển nông nghiệp Nha Hố. Một phần số liệu của ủề tài nghiờn cứu này là kết quả phối hợp nghiờn cứu của Viện Nghiên cứu bông và PTNN Nha Hố và Viện Di truyền nông nghiệp trong dự án nghiên cứu "Chọn giống bông vải kháng bệnh xanh lùn bằng chỉ thị phân tử" thuộc chương trình công nghệ sinh học nông nghiệp do Viện Di truyền Nông nghiệp - Hà Nội chủ trì. Chi bông gồm nhiều loài khỏc nhau trong ủú cú 4 loài bụng trồng phổ biến và rộng rói khắp nơi trên thế giới (Gossypium arborium L., Gossypium herbaceum L., Gossypium hirsutum L., Gossypium barbadense L.).

Lịch sử phát triển của chi bông của cỏc loài cú sự biến ủổi rất lớn về di truyền, từ nguồn gốc cõy lõu năm qua quỏ trỡnh tiến hoỏ ủó hỡnh thành nhiều nhúm khỏc nhau (dạng lõu năm, thường niên). Các dạng thường niên cũng phân thành nhiều nhóm khác nhau từ chín cực sớm ủến chớn rất muộn và mang nhiều dạng hỡnh khỏc nhau (dạng lỏ, ủộ lông, màu sắc ..) là cơ sở cho chọn giống bông ưu thế lai.

Tình hình nghiên cứu và sản xuất bông vải

Nghiên cứu khai thác ưu thế lai trên cây bông rất thành công ở Ấn ðộ, nhiều giống bụng lai cựng loài hay khỏc loài ủó ra ủời và chứng tỏ ưu thế lai về khả năng cho năng suất, khả năng thớch nghi với ủiều kiện ngoại cảnh, chống chịu ủược với sõu bệnh, ủặc biệt là ưu thế lai về chất lượng xơ bụng. Mặc dù giá thành hạt giống bông lai còn cao hơn hạt giống bông thuần nhưng các giống bông lai cho năng suất cao hơn nhiều (năng suất bông xơ bình quân khoảng. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………6 0,8 tấn/ha) và mang ủược nhiều ủặc tớnh mong muốn nờn vẫn ủược sử dụng rộng rãi trong sản xuất và xu thế ngày càng phát triển mạnh (Bhagirath Choudhary and Gaurav Laroia, 2001) [31]. Nhiều giống bụng lai mới (cựng loài bụng Luồi) lần lượt ra ủời và ủược ứng dụng vào sản xuất, ủỏp ứng cơ bản và kịp thời nhu cầu ủa dạng hoỏ bộ giống sản xuất trên nhiều vùng sinh thái trồng bông của Việt Nam, Trong những giống tạo ủược nổi bật nhất là 3 giống bụng lai VN15, VN01-2 và VN02-2.

Kết quả khảo nghiệm và sản xuất thử trong năm 2003 ủó ủược ủỏnh giỏ cao tại Hội ủồng Khoa học Cụng ty bụng Việt Nam (tại thành phố Hồ Chớ Minh, 8/2004), do ủú cỏc giống bụng lai mới này ủược kiến nghị nhõn nhanh giống ủưa vào sản xuất thử nghiệm trờn diện rộng làm cơ sở cho việc phúng thớch giống mới ủưa vào phục vụ sản xuất (Viện nghiờn cứu và Phát triển cây bông năm 2004) [28]. Bờn cạnh ủú, việc sử dụng các giống bông lai trong sản xuất ở Việt Nam trong những năm qua ủó chứng tỏ những ủặc ủiểm ưu việt của nú so với cỏc giống bụng thuần như ưu thế lai về năng suất cao hơn 20-30 %; khả năng kháng sâu bệnh cải thiện ủỏng kể, qua ủú giảm chi phớ phũng trừ sõu bệnh giảm 1/3.

Chọn giống ưu thế lai

Dựa vào kinh nghiệm và thành tựu của các nhà chọn giống thế giới, trên cơ sở di truyền học người ta ủó ủưa ra cỏc nguyờn tắc cơ bản ủể chọn cặp bố mẹ khi lai như nguyờn tắc khỏc nhau về kiểu sinh thỏi ủịa lý, cỏc yếu tố cấu thành năng suất, thời gian cỏc giai ủoạn sinh trưởng, tớnh chống chịu và cỏc tớnh trạng bổ sung ủặc biệt. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………11 của Nhật Bản, Giống VN10 do Trần Như Nguyện lai tạo giữa hai dạng xa nhau về ựịa lý (A5 là dòng ựột biến có nguồn gốc đông Nam Á và Rumani 45 cú nguồn gốc Chõu Âu ụn ủới) cú khả năng chịu rột tốt, trồng vụ xuõn cho năng suất cao và ổn ủịnh (Nguyễn Văn Hiển, 2000) [9]. Nhưng chỉ thị này khụng phõn biệt ủược thể dị hợp tử, ủộ nhạy của RAPD phụ thuộc nhiều vào ủiều kiện của phản ứng (thành phần phản ứng, nhiệt ủộ gắn mồi..), khụng chắc chắn cỏc ủoạn cú cựng kớch thước từ 2 mẫu ADN khỏc nhau thực sự tạo ra từ cựng một vị trớ trờn hệ gen và ủụi khi khụng lặp lại ủược, ủặc biệt là những cơ thể cú bộ gen lớn như lỳa mỳ (Devos K.

Chỉ thị phõn tử cú thể xỏc ủịnh kiểu gen của cỏc locus tại bất kỳ giai ủoạn nào và bất cứ mức ủộ nào (tế bào, mụ hay toàn bộ cơ thể). Số lượng cỏc chỉ thị AND là rất lớn, trong khi ủú số lượng cỏc chỉ thị hình thái rất hạn chế. Các alen khác nhau thường không liên kết với các hiệu ứng có hại, trong khi việc ủỏnh giỏ cỏc chỉ thị hỡnh thỏi thường hay ủi kốm với những hiệu ứng kiểu hình không mong muốn. Cỏc alen của cỏc chỉ thị phần lớn là ủồng trội, vỡ thế cho phộp phõn biệt mọi kiểu gen ở bất kỳ thế hệ phân ly nào. Các alen của các chỉ thị hình thỏi thường tương tỏc theo kiểu trội – lặn, do ủú bị hạn chế sử dụng trong nhiều tổ hợp lai. ðối với chỉ thị hình thái các hiệu ứng lấn át thường làm sai lệch việc ủỏnh giỏ cỏc cỏ thể trong quần thể phõn ly. Trong khi ủú, chỉ thị phõn tử hiệu ứng lấn át hoặc cộng tính rất ít gặp. Ngày nay, phương pháp chọn giống bằng chỉ thị phân tử là một phương phỏp hữu hiệu trợ giỳp ủắc lực cho chọn giống truyền thống nhằm khắc phục những trở ngại mà chọn giống truyền thống không hoặc rất khó giải quyết. Ngoài ra, phương pháp này còn giúp ta chọn lọc những cá thể mang những tổ hợp gen cần thiết và loại bỏ các nhiễu do các tương tác trong cùng alen hay giữa các alen gây ra. Gần ủõy, cỏc nhà khoa học ủó phõn tớch cặn kẽ một số mụ hinh MAS. Một số thành tựu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống cây trồng. Trong những năm gần ủõy, với sự phỏt triển nhanh chúng của khoa học công nghệ nói chung và công nghệ sinh học nói riêng. Ứng dụng chỉ thị phân tử ủó ủược nhiều nhà khoa học quan tõm nghiờn cứu và ứng dụng trong việc ủỏnh giỏ mối quan hệ di truyền và lập bản ủồ liờn kết gen. Qua ủú, ủó tạo ra nhiều giống mới thuộc nhiều loài cõy trồng khỏc nhau, mang cỏc ủặc tớnh mong muốn phù hợp với nhu cầu của sản xuất. Những nghiờn cứu gần ủõy sử dụng chỉ thị SSR nghiờn cứu ủa dạng di truyền của nhiều loại cây trồng khác nhau như lúa, lúa mỳ, cà chua, khoai tây, ủậu tương.. ủó mang lại nhiều thành cụng lớn cho cỏc nhà chọn giống. Cỏc nhà khoa học Trung Quốc ủó sử dụng 28 cặp mồi SSR phõn tớch 90 giống ủậu ủũa, kết quả ủó nhõn ủược 128 allen với mức tương ủồng di truyền trung bỡnh là 44%. Phõn tớch sơ ủồ hỡnh cõy cho thấy 23 giống nghiờn cứu ủược phõn thành 2 nhúm chớnh. Qua ủú một lần nữa tỏc giả khẳng ủịnh rằng cú thể sử dụng chỉ thị SSR ủể ủỏnh giỏ ủa dạng di truyền của cỏc giống lỳa ở cỏc ủiều kiện sinh thỏi, ủịa lý khỏc nhau và mối quan hệ trong phả hệ. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………22 Jiangxi và 03 quần thể từ Hunan – Trung Quốc). Xuất phỏt từ thực tế ủú, ủể giải quyết những ủũi hỏi cấp bỏch về cụng tác chọn tạo giống bông, ngoài việc sử dụng các phương pháp chọn lọc truyền thống cần tăng cường kết hợp với việc ứng dụng cỏc chỉ thị phõn tử ủể nhanh chóng tạo ra các giống mới phù hợp với nhu cầu sản xuất.

Chỉ tiờu theo dừi

Nhuộm gel trong Ethidium Bromide 0,5àg/ml 15 phỳt và soi dưới ủốn UV, chụp ảnh. - Sử dụng chương trỡnh NTSYS version 2.1 ủể phõn tớch ủa dạng di truyền, dự đốn các tổ hợp lai. - Kỹ thuật canh tác và bảo vệ thực vật (theo quy trình chung của giống bông lai).

+ Các biện pháp chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh theo quy trình trồng giống bông lai. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………32 - Số cành ủực/cõy, số cành quả/cõy. Theo dừi trờn 10 cõy ủại diện/cụng thức/lần nhắc (trừ những cõy ở ựầu hàng).

Năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất - Khối lượng quả, khối lượng 100 hạt và tỷ lệ xơ. Theo dừi toàn bộ số cõy/cụng thức/lần nhắc ủối với chỉ tiờu năng suất thực thu. Cỏch thu mẫu bụng hạt ủể phõn tớch: thu 30 quả/cụng thức/lần nhắc (thu quả ở vị trớ thứ 1-2 trờn cành quả thứ 4-6; chọn quả nở ủều, xơ trắng, không bị dính mưa và bị sâu bệnh hại) và phân tích trên máy HVI.

Nhuộm gel bằng EtBr 0,5àg/ml trong 15 phỳt, rửa sạch bằng nước, soi gel trờn ủốn UV, chụp ảnh và phõn tớch kết quả. - Số liệu về sự xuất hiện của cỏc băng ủiện di theo quy ước cú xuất hiện băng (1) và khụng xuất hiện (0) sau ủú ủược xử lý trờn phần mềm Exel và NTSYS pc version 2.1. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………33 Phần 4.