Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa chất lượng miền Nam bằng chỉ thị SSR

Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Lúa gạo là cây lương thực lâu đời nhất được trồng ở nhiều nơi trên thế giới. Diện tích gieo trồng của lúa gạo đứng thứ hai sau lúa mì, tổng sản lượng lúa đứng thứ ba sau lúa mì và ngô. Lúa gạo là nguồn lượng thực quan trọng cho khoảng 2/3 dân số trên thế giới, vì thế lúa trở thành loại lương thực được con người tiêu thụ và ưa chuộng nhiều nhất. Hiện nay, diện tích trồng lúa chiếm trên 1/10 diện tích đất trồng trên thế giới và có 15 nước trên thế giới trồng lúa với diện tích hơn hơn 1 triệu ha, trong đó có tới 13 nước ở Châu Á. Riêng Trung Quốc và Ấn Độ chiếm khoảng 50% diện tích trồng lúa và 56% sản lượng lúa toàn cầu. Bangladesh, Indonexia, Thái Lan mỗi nước đều có diện tích trồng lúa lớn hơn tổng diện tích trồng lúa của tất cả các nước Mĩ La tinh. Ở Việt Nam, lúa là một loại cây trồng quan trọng nhất, vừa là nguồn lương thực chủ yếu vừa là nông sản có kim ngạch xuất khẩu lớn nhất hiện nay. Tuy nhiên, do thị hiếu tiêu dùng của con người đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng của lúa gạo. Sự phát triển các giống lúa thơm là một trong những mục tiêu quan trọng của các chương trình phát triển ngày nay. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên này đang dần dần bị thu hẹp do năng suất của các giống lúa thơm chất lượng không cao, sự quan tâm đánh giá và khai thác chưa đúng mức, diện tích bị thu hẹp để phát triển các giống lúa cải tiến ngắn ngày có năng suất cao. Chính vì vậy việc thu thập và đánh giá nguồn tài nguyên lúa chất lượng nhằm bảo tồn và khai thác nguồn gen quý của các dòng lúa chất lượng để nâng cao năng suất và chất lượng đáp ứng nhu cầu sản xuất và tiêu dùng là một vấn đề cần chú trọng. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đa dạng di truyền tập đoàn lúa chất lượng miền Nam bằng chỉ thị SSR”. Khoa Sinh – KTNN 1 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung 2. Mục đích nghiên cứu Đánh giá mức độ đa dạng và xác định mối quan hệ di truyền của các nguồn gen lúa chất lượng ở miền Nam phục vụ công tác chọn tạo giống lúa có năng suất, chất lượng cao cho miền Nam. 3. Ý nghiã khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Đánh giá đa dạng di truyền của các nguồn gen lúa chất lượng tạo cơ sở lý luận cho việc chọn lọc các nguồn gen lúa chất lượng ưu tú phục vụ nghiên cứu lai tạo giống và định hướng cho công tác thu thập bảo tồn đa dạng nguồn gen lúa chất lượng ở mức phân tử. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Phát hiện sai khác di truyền của các giống lúa chất lượng có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định các allele hiếm, allele đặc trưng để nhận dạng chính xác các nguồn gen ưu tú phục vụ nghiên cứu phục tráng và lai tạo giống lúa chất lượng. Khoa Sinh – KTNN 2 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. Nguồn gốc, phân loại và giá trị kinh tế của cây lúa 1.1.1. Nguồn gốc, phân loại cây lúa Lúa có 12 cặp nhiễm sắc thể (2n = 24) là cây tự thụ phấn. Người ta cho rằng tổ tiên của chi lúa Oryza là một cây hoang dại cách đây ít nhất 130 triệu năm. Hiện nay, có khoảng 21 loài cây hoang dại thuộc chi này và 2 loài lúa đã được thuần hóa là lúa châu Á (Oryza sativa) và lúa châu Phi (Oryza glaberrima) [15]. Lúa châu Á O. sativa tổ tiên là một loại lúa hoang (O. rufipogon) phân bố quanh chân núi Hymalaya, có 2 thứ sau: + Oryza sativavar indica (ở phía Ấn Độ) + Oryza sativavar japonica (ở phía Trung Quốc) Hiện nay, đây là 2 loài lúa chính được gieo trồng làm cây lương thực trên khắp thế giới. Có nhiều giả thuyết khác nhau về nơi đầu tiên tiến hành gieo trồng hay thuần hóa giống lúa này. Lúa châu Phi: đã được gieo trồng trong khoảng 3500 năm trên lưu vực châu thổ sông Niger. Tuy nhiên loài này không được phát triển rộng thậm chí việc gieo trồng còn giảm do các giống châu Á được đem tới trong khoảng thế kỷ 11 [34]. Theo Cadnalle (1998) cây lúa có nguồn gốc từ Ấn Độ. Còn theo Roseleviez (1931) cây lúa có nguốn gốc từ Đông Nam Á đặc biệt là từ Ấn Độ và Đông Dương. Quan điểm được nhiều người công nhận nhất là cây lúa có nguồn gốc từ Đông Nam Á. Vì đây là vùng có diện tích trồng lúa lớn nhất thế giới, có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm phù hợp với sự sinh trưởng của cây lúa. Đây cũng là nơi trồng lúa sớm nhất. Khoa Sinh – KTNN 3 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung Thông qua việc trao đổi, mua bán mà cây ngày càng được phát tán rộng rãi trên khắp thế giới như Nhật Bản (năm 300 TCN), Triều Tiên (khoảng năm 850 – 500 TCN), Địa Trung Hải của châu Âu (khoảng năm 800 TCN), Nam Mỹ (đầu thế kỷ 18) [34]. Cây lúa nước được phân loại như sau: Ngành: Hạt kín (Angiospermae) Lớp : Một lá mầm (Monocotyledoneae) Bộ : Lúa (Poales) Họ : Lúa (Poaceae) Chi : Lúa (Oryza) 1.1.2. Giá trị kinh tế của cây lúa ở Việt Nam Lúa là cây lương thực quan trọng thứ 2 trên thế giới sau cây ngô (Bùi Mạnh Cường, 2007) [1], được gieo trồng ở 112 nước, cung cấp lương thực cho hơn 65% dân số thế giới. Ở Việt Nam, lúa gạo được sử dụng trong hầu hết các bữa ăn của người dân. Trong gần 30 năm trở lại đây sản xuất lúa gạo đã có bước tăng trưởng mạnh (70%). Năm 2011, Việt Nam đã suất khẩu 7,35 triệu tấn gạo mang về 3,5 tỉ USD cho nền kinh tế quốc dân, đứng thứ 2 trên thế giới (sau Thái Lan) [4]. Cây lúa đã góp phần giải quyết tình trạng thiếu đói và hiện nay là bảo đảm an ninh lương thực trong nước. Ngoài ra, những phụ phẩm thu được từ cây lúa như rơm, rạ, trấu cám…đã được ứng dụng triệt để trong chăn nuôi, trồng trọt, làm phân bón, chất đốt giúp giảm chi phí trong nông nghiệp và bảo vệ môi trường. Khoa Sinh – KTNN 4 Lớp K34SP - Sinh Khóa luận tốt nghiệp Đào Thị Kim Dung 1.2. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và Việt Nam 1.2.1. Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới Diện tích trồng lúa trên thế giới đã tăng rõ rệt từ năm 1961 đến năm 1980. Năng suất không ngừng được cải thiện, đặt biệt từ sau cuộc cách mạng xanh của thế giới vào những năm 1965 - 1970, với sự ra đời của các giống lúa thấp cây, ngắn ngày, mà tiêu biểu là giống lúa IR5, IR8. Các giống lúa này có yêu cầu kỹ thuật cao hơn, tạo điều kiện cho các nước phát triển tăng nhanh sản lượng lúa bằng con đường tăng năng suất nhờ có điều kiện phát triển hệ thống thủy lợi hoàn chỉnh và đầu tư phân bón, kỹ thuật cao (bảng 1.1). Đến những năm 1990, dẫn đầu năng suất lúa trên thế giới là các nước Triều Tiên, Úc, Mỹ, Nhật Bản, Tây Ban Nha (IRRI, 1990)[16]. Trong khi các nước có diện tích lúa lớn, điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, thiếu điều kiện đầu tư, cải tạo môi trường canh tác và không thể đầu tư vào nông nghiệp cao, nên năng suất lúa vẫn còn rất thấp và tăng chậm. Điều này làm năng suất lúa bình quân trên thế giới cho đến nay vẫn còn ở khoảng 4,0 - 4,3 tấn/ha, chỉ bằng phân nửa năng suất lúa ở các nước phát triển (bảng 1.1). Khoa Sinh – KTNN 5 Lớp K34SP - Sinh