Chương 2 NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Nghiên cứu khả năng ứng dụng nguồn gen IRRDB’81 vào chương trình cải tiến giống cao su …
2.3.1. Nội dung nghiên cứu
Đánh giá các cây lai thuộc các tổ hợp mẹ bố Wickham x IRRDB’81 về các đặc tính chính: sinh trưởng và năng suất mủ ở giai đoạn non nhằm đánh giá khả năng vận dụng nguồn di truyền này vào chương trình cải tiến giống cây cao su, chọn lọc một số cây lai thuộc tổ hợp mẹ bố Wickham x IRRDB’81 có triển vọng.
Phân tích các đặc điểm di truyền trên quần thể cây lai và bố mẹ cho hai đặc điểm chính nêu trên.
Cơ sở lý luận: khả năng có được ưu thế lai nơi hậu duệ nhờ lai giữa hai nguồn di truyền cách xa nhau, khả năng cải thiện năng suất nơi hậu duệ của mẹ Wickham đã được biết có năng suất cao.
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu
Vật liệu nghiên cứu và bố trí thí nghiệm
Vật liệu nghiên cứu trong phần này gồm các cây lai của các tổ hợp Wickham x IRRDB’81 đã được tạo ra ở các vụ lai từ 1997 đến 2003 tại Viện nghiên cứu cao su Việt Nam. Các mẫu giống IRRDB’81 được sử dụng làm bố để lai với các dòng vô tính Wickham có năng suất cao và có khả năng đậu trái cao, PB 260 và RRIC 110. Các mẫu giống IRRDB’81 đã được chọn lọc dựa trên sinh trưởng và năng suất mủ theo kết quả đánh giá trước đây và đã được trồng trong vườn lai hữu tính chuyên dụng (Lại Văn Lâm, 1995). Ngoài ra, một số mẫu giống IRRDB’81 có triển vọng trên các thí nghiệm đánh giá giống cũng được sử dụng làm bố để lấy phấn hoa cho việc lai. Số lượng mẫu giống IRRDB’81 sử dụng làm bố thay đổi theo từng vụ lai, số lượng cây lai có được ở mỗi tổ hợp thay đổi tùy thuộc vào sự ra hoa của chúng khi vào vụ lai và khả năng đậu quả.
Cây lai thực sinh được lấy mắt ghép tạo dòng vô tính đưa vào trồng trên các thí nghiệm tuyển non theo khoảng cách 1,5 m x 1,5 m (4.444 cây/ha). Tất cả các thí
nghiệm tuyển non đều được thiết lập tại Trạm thực nghiệm cao su Lai Khê, Bình Dương thuộc Viện nghiên cứu cao su Việt Nam; đất xám phù sa cổ, bằng phẳng.
Thiết kế chung cho tất cả các thí nghiệm tuyển non là khối đầy đủ ngẫu nhiên (RCBD) có 2 hoặc 3 lần lặp lại với ô cơ sở 2 – 3 cây (Bảng 2.7). Một số bố mẹ cũng được đưa vào thí nghiệm để so sánh.
Chỉ tiêu quan trắc
Hai tính trạng kinh tế chủ chốt, sinh trưởng và năng suất được theo dõi trên các thí nghiệm tuyển non. Cây được mở miệng cạo ở độ cao 0,6 m cách mặt đất khi được 34 tháng tuổi sau trồng với chế độ cạo 1/2S d/3 không kích thích mủ theo phương pháp cạo nhỏ Hamaker-Morris-Man. Theo phương pháp này, 3 nhát cạo đầu sẽ được loại bỏ; sau đó năng suất mủ sẽ được theo dõi trong 2 chu kỳ cạo mỗi chu kỳ 5 nhát cạo không kích thích mủ. Mủ nước được đánh đông tại chén bằng acid acetic 3-4% sau đó được làm mỏng, rửa sạch và hong khô trong mát cho đến khi khô hoàn toàn (khoảng 30 ngày), đem cân và năng suất được biểu thị bằng gram mủ khô/cây/lần cạo (g/c/c). Sinh trưởng được đánh giá bằng cách đo vanh thân ở độ cao cách đất 1 m khi mở miệng cạo và được biểu thị bằng cm. Ngoài ra, do điều kiện của thí nghiệm tuyển non chỉ có bệnh phấn trắng do nấm Oidium được quan trắc trong điều kiện đồng ruộng theo bảng phân cấp bệnh của Viện nghiên cứu cao su Việt Nam (phụ lục 2).
Bảng 2.7. Chi tiết các thí nghiệm tuyển non cây lai
Vụ lai Thí
nghiệm Thiết kế thí nghiệm Tổng số cây lai
Số cây lai có bố từ nguồn gen
IRRDB’81
Số mẫu giống IRRDB’81
làm bố
1997 TNLK 98 3 cây x 2 lần lặp lại 403 38 3
1998 TNLK 99 2 cây x 2 lần lặp lại 805 757 22
2000 TNLK 01 2 cây x 3 lần lặp lại 509 149 2
2001 TNLK 02 3 cây x 2 lần lặp lại 853 345 7
2003 TNLK 04 3 cây x 2 lần lặp lại 408 139 5
Phân tích số liệu
Số liệu được phân tích cho các thông số thống kê cơ bản, trung bình, độ lệch (Sk), khoảng biến thiên, hệ số biến thiên (CV%), hệ số tương quan; phân tích phương sai (ANOVA), thành phần biến thiên, bằng các phần mềm Excel và SAS 8.1 (Statistical analysis system, USA, 1999).
Do các thí nghiệm tuyển non không được thiết kế từ ban đầu cho nghiên cứu di truyền, nên một số thông số di truyền được tính trên những cây lai cùng bố mẹ (full sibs), vì vậy một số giả định được đặt ra nhằm đáp ứng yêu cầu cho phân tích di truyền số lượng như: không có tương tác không alen, không có tương tác giữa kiểu gen và môi trường. Số liệu được phân tích theo mô hình North Carolina II (NCM II) của Comstock và Robinson (1952) (Singh và Chaudhary, 1979). Mô hình biến thiên được biểu thị như sau:
Y ijk = à + mi + fj + (m x f)ij + eijk Trong đó:
Y ijk : giá trị quan trắc được ở cây lai à : giỏ trị trung bỡnh chung
mi : tác động biến thiên do bố fj : tác động biến thiên do mẹ
(m x f)ij : tác động biến thiên do tương tác eijk : sai số thí nghiệm
Bảng 2.8. Bảng phân tích phương sai
Nguồn biến thiên df MS MS ước lượng
Bố ẹM
m x f (Hiệu quả tương tác) ốs iaS
i
m - 1 f -1 (m – 1) (f -1)
mf (n – 1)
MSm MSf MSm x f MSe
σ2 e + r.σ2m x f + f.r.σ2m σ2 e + r.σ2m x f + f.r.σ2f σ2 e + r.σ2 m x f
σ2 e
Thành phần biến thiên được phân tích như sau:
σ2 m = (MSm - MSm x f) / fr = Cov Half sib = (1/4) σ2A σ2 f = (MSf - MSm x f) / mr = Cov Half sib = (1/4) σ2A σ2A = ((f - 1) σ2 f + (m - 1) σ2 m ) / (f + m - 2)
σ2 m x f = (MSm x f - MSe) / r = Cov Full sib - 2 Cov Half sib = (1/4) σ2D σ2G = σ2A + σ2D + σ2I (σ2I = 0)
σ2P = σ2G + σ2 e
Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp được định nghĩa là tỷ số giữa biến lượng do tác động gen cộng tính và biến lượng kiểu hình (Falconer, 1989):
h2 = σ2A / σ2P
Tóm tắt chương 2
Nội dung nghiên cứu của luận án gồm 3 phần:
- Nghiên cứu đánh giá các đặc tính nông học của nguồn gen IRRDB’81 ở giai đoạn trưởng thành để chọn lọc các mẫu giống IRRDB’81 có tiềm năng cho chương trình cải tiến giống cao su Việt Nam.
- Nghiên cứu sự đa dạng di truyền và quan hệ di truyền của nguồn gen IRRDB’81 bằng các chỉ thị hóa sinh isozyme và chỉ thị phân tử RAPD.
- Nghiên cứu ứng dụng nguồn gen IRRDB’81 vào chương trình cải tiến giống cao su thông qua đánh giá tiềm năng nông học và đặc điểm di truyền học của cây lai giữa nguồn gen Wickham với nguồn gen IRRDB’81 ở giai đoạn non.
Vật liệu và phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu đánh giá nguồn gen IRRDB’81 được thực hiện trên 4 thí nghiệm cây trưởng thành (3 tại Đông Nam Bộ, 1 tại Tây Nguyên) được trồng từ 1991 – 1997 với tổng số 916 mẫu giống trong đó có 820 mẫu giống IRRDB’81. Thời gian theo dõi năng suất mủ từ 3 đến 6 năm. Các chỉ tiêu đánh giá gồm năng suất, sinh trưởng, tăng trưởng, dầy vỏ nguyên sinh, bệnh lá, thân và mặt cạo.
- Nghiên cứu đa dạng di truyền bằng chỉ thị isozyme đã được thực hiện trên 204 mẫu giống trong đó có 162 mẫu giống thuộc nguồn gen IRRDB’81. Nghiên cứu đa dạng di truyền với chỉ thị RAPD được thực hiện cho 250 mẫu giống trong đó có 150 thuộc nguồn gen IRRDB’81. Các chỉ tiêu đánh giá gồm số lượng băng khuyếch đại, tỷ lệ băng đa hình, hệ số trung bình dị hợp tử, hệ số đa dạng gen, khoảng cách di truyền.
- Nghiên cứu đánh giá cây lai với nguồn gen IRRDB’81 ở giai đoạn non đã được thực hiện trên 5 thí nghiệm tuyển non được trồng từ 1998 – 2004 cho tổng số 2.988 cây lai trong đó có 1.428 cây lai giữa nguồn gen Wickham với IRRBD’81.
Các chỉ tiêu đánh giá nông học gồm năng suất và sinh trưởng tuyển non, bệnh
phấn trắng. Các đặc điểm di truyền cũng được nghiên cứu gồm thành phần biến thiên di truyền, hệ số di truyền theo nghĩa rộng và theo nghĩa hẹp.
Phương pháp xử lý số liệu:
- Các tham số thống kê cơ bản: trung bình, tỉ lệ (%) khoảng biến thiên, hệ số biến động, hệ số lệch của quần thể, hệ số tương quan.
- Phân tích phương sai (ANOVA), phân tích biến lượng phân tử (AMOVA), khoảng cách di truyền Nei, phân tích phân nhóm, thành phần biến thiên, đánh giá khác biệt bằng trắc nghiệm Duncan, LSD, χ2 ,
- Phân tích thành phần biến thiên di truyền theo mô hình North Carolina II, Y ijk = à + mi + fj + (m x f)ij + eijk
Phần mềm để phân tích số liệu gồm Excel, SAS 8.1, GenAlEx 6.1, Popgen 1.31, NTSYSPC 2.1
Chương 3