intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu tạo giống mía năng suất cao, kháng bệnh than bằng kỹ thuật phân tử và công nghệ tế bào

Chia sẻ: Nguyễn Văn H | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

19
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tác giả thực hiện dự án nghiên cứu và các giống được sử dụng làm bố mẹ trong 30 cây lai đơn và thu được hơn 1540 cây lai. Trong bước đầu tiên lựa chọn được xác định 263 bản sao với các đặc điểm hình thái tốt. Trong bước lựa chọn nhân bản cuối cùng có 13 dòng vô tính đầy hứa hẹn. Thông qua phân tích đa dạng di truyền của mầm cây mía và phân tích quần thể lai đặc trưng của dấu hiệu phân tử M12 liên quan đến hàm lượng đường cao và nhà sản xuất M22 có liên quan. Các dòng vô tính đầy hứa hẹn đã được nhà sản xuất M12 và M22...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu tạo giống mía năng suất cao, kháng bệnh than bằng kỹ thuật phân tử và công nghệ tế bào

Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ nhất<br /> <br /> NGHIÊN CỨU TẠO GIỐNG MÍA NĂNG SUẤT CAO, KHÁNG BỆNH THAN<br /> BẰNG KỸ THUẬT PHÂN TỬ VÀ CÔNG NGHỆ TẾ BÀO<br /> PGS.TS. Hồ Hữu Nhị1, ThS. Nguyễn Thị Hằng1,<br /> KS. Nguyễn Thị Nga1, TS. Lê Thị Bích Thuỷ2<br /> 1<br /> Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm<br /> 2<br /> Viện Công nghệ Sinh học<br /> SUMMARY<br /> Studies on sugarcane breeding for high yielding, resistant smut clone<br /> by molecular and cell tecnology<br /> Sugarcane is one of the important industrial crop in Vietnam However in its production there is lack<br /> of set of variety with high performance and disease resistance..So that wecarry out this research project<br /> on sugarcane breeding and got following records: Evaluation and identified 30 clones and varieties that<br /> used as parents in 30 single crosses and obtained more than 1540 hybrid plants. In the first step<br /> selection are identified 263 clones with good morphological characters. Inthe last clone selection step<br /> there are 13 promising clones<br /> Through analyzing genetic diversity of sugarcane germplasm and analyzing hybrid population of<br /> characteric croses the molecular marker M12 linked to high sugar content and The maker M22 in related<br /> to smut disease resistance had been identified..The promising clones had been screened by maker M12<br /> and M22 and result showing that there are two ones having yielding higher than yielding of check<br /> variety’ such as:.VN09-108 and VN09-145 yielded 118 ton/ha and 120 ton/ha respective. And they are<br /> resistant smut didease alsoThese promising clons had been vitro propagated and planted in different<br /> ecological trials.<br /> Keywords: Sugarcane breeding, molevular and cell technokogyhigh yielding, smut resistant<br /> Clone selection.<br /> <br /> I. ĐẶT VẤN ĐỀ *<br /> Năng suất mía ở nước ta trong những năm<br /> qua tăng chậm và thấp so với thế giới, bình quân<br /> giai đoạn 1996 - 2005 năng suất mía chỉ tăng<br /> khoảng 1,6%/năm. Năm 2006 năng suất mía bình<br /> quân của cả nước 55,3 tấn/ha, bằng 67% so với<br /> năng suất mía bình quân của thế giới. Trong khi<br /> đó năng suất mía vụ 2007 - 2008 đạt 54,1 tấn/ha<br /> giảm 0,7 tấn/ha so với vụ trước, thấp hơn nhiều<br /> so với một số nước trong khu vực như: Trung<br /> Quốc 72 tấn/ha, Thái Lan 75 tấn/ha.<br /> Về mặt chất lượng cây mía cũng rất thấp, trữ<br /> lượng bình quân chỉ xấp xỉ 10CCS (miền Bắc<br /> bình quân khoảng 10,5 CCS, Miền Trung bình<br /> quân khoảng 10 CCS và Miền Nam bình quân<br /> 9,5 CCS) Trong khi đó ở một số nước khác trữ<br /> lượng của họ rất cao như Nam Phi, Thái Lan đạt<br /> 12- 13 CCS. Đặc biệt ở Úc trữ lượng bình quân<br /> đạt tới 15 CCS. Như vậy không chỉ năng suất mía<br /> mà cả về chất lượng mía của nước ta còn thấp<br /> hơn nhiều so với các nước khác trên thế giới.<br /> Mặt khác việc nghiên cứu lai tạo khai thác<br /> nguồn gen mía nhất là các dòng, giống địa phương<br /> Người phản biện: ThS. Dương Xuân Tú.<br /> <br /> chưa được chú trọng, kết quả các giống lai tạo<br /> trong nước số đông trong sản xuất chưa nhiều<br /> Các giống mía mới đang phổ biến trong sản<br /> xuất hiện nay phần lớn có nguồn gốc nhập nội.<br /> Do vậy chúng dễ bị nhiễm bệnh và thoái hoá<br /> nhanh, khả năng thích nghi với các vùng sinh thái<br /> kém (Ví dụ như: VD86-386, ROC16 đó bị thoái<br /> hoá nhiễm sâu đục thân và thán thư nặng).<br /> Việc ứng dụng các giải pháp công nghệ cao,<br /> công nghệ sinh học trong chọn tạo giống mía còn<br /> ít, mới chỉ dừng lại ở một vài công trình nghiên<br /> cứu nuôi cấy mô để nhân nhanh các giống mía<br /> mới cho sản xuất.<br /> - Khi sử dụng các phương pháp công nghệ<br /> sinh học hiện đại, chỉ thị phân tử: RAPD, SSR,<br /> AFLP trong chọn giống thay vì đánh giá kiểu<br /> hình của một quần thể cây mía bằng cách tìm<br /> những cá thể riêng biệt có chỉ thị phân tử trên<br /> liên kết với gen mong muốn. Phương pháp này<br /> có thể giúp chúng ta sàng lọc các cây mía kháng<br /> bệnh, hoặc có hàm lượng đường cao ở giai đoạn<br /> sớm khi cây mía chưa có biểu hiện đặc tính kiểu<br /> hình. Chúng ta có thể tiến hành chọn lọc đồng<br /> thời hai hay nhiều đặc tính trong cùng một thời<br /> gian và trên cùng một cá thể. Trong trường hợp<br /> 663<br /> <br /> VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM<br /> <br /> này việc sàng lọc các dòng mía mang gen kháng<br /> bệnh than và mang gen tổng hợp đường, năng<br /> suất cao có thể tiến hành trong cùng thời gian<br /> Khi sử dụng công nghệ nuôi cấy mô tế bào<br /> trong việc cứu phôi sẽ giúp chúng ta có thể tiến<br /> hành các cặp lai xa, khai thác tốt các nguồn gen<br /> chống chịu bệnh và hàm lượng đường cao từ các<br /> cặp lai khác loài<br /> Mặt khác nuôi cấy mô có khả năng làm tăng<br /> hệ số nhân giống mía lên hàng vạn lần/năm, tạo<br /> điều kiện phổ biến nhanh các dòng mía kháng<br /> bệnh, năng suất, chất lượng cao vào sản xuất.<br /> II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> 2.1. Vật liệu<br /> - Bao gồm 78 giống mía nhập nội, lai tạo<br /> trong nước và loài mía hoang dại<br /> - 20 cặp mồi SSR sử dụng trong phân tích đa<br /> dạng di truyền và khảo sát nhận biết các dòng,<br /> giống mía kháng, nhiễm bệnh than và hàm lượng<br /> đường cao và các hóa chất khác<br /> 2.2. Phương pháp nghiên cứu<br /> 2.2.1. Phương pháp khảo sát, đánh giá tập đoàn<br /> - Cách bố trí thí nghiệm, mỗi giống trồng<br /> theo ô với diện tích 30 m2 không nhắc lại (4 hàng,<br /> mỗi hàng dài 6m, khoảng cách hàng cách hàng<br /> 1,2 m) với mật độ trồng 4 hom/1/m<br /> 2.2.2. Phương pháp lai hữu tính<br /> Phương pháp lai giao phấn kín, lai đơn giữa<br /> các dòng giống mía với nhau, cờ của cây bố được<br /> đưa vào ghép với cây mẹ trước khi chúng nở<br /> hoàn toàn.<br /> Thời gian thay dung dịch, thay cờ 3<br /> ngày/lần, thời gian lai 10 - 14 ngày<br /> Hạt lai sau khi thu hoạch được làm sạch và<br /> khô, bảo quản trong túi giấy để ở chỗ thoáng mát,<br /> nhiệt độ 26 - 30oC<br /> Tuyển chọn giống: Gồm các công đoạn: Sơ<br /> tuyển con lai, chọn dòng bước1, bước 2 và nhân<br /> nhanh đưa đi khảo nghiệm (Nguyễn Đức Quang,<br /> 2011)<br /> Các chỉ tiêu theo dõi: Đặc điểm hình thái,<br /> khả năng sinh trưởng, phát triển, chống chịu sâu<br /> bệnh, năng suất và chất lượng của cây và dòng lai<br /> <br /> 2.2.4. Phương pháp xác định các chỉ tiêu chất<br /> lượng mía<br /> Cách tính: CCS:<br /> Pol mía = Pol cc  (1 - (5 + F/100)).<br /> Bx mía = Bx cc  (1 - (5 + F/100))<br /> Ap mía = Pol mía /Bx mía<br /> CCS = 3/2Pol mía - 1/2Bx mía<br /> % Xơ bã = 100 - (W bã + Bx ccbã )/(100 Bx ccbã )<br /> 2.2.5. Phương pháp nuôi cấy phân lập nấm và<br /> lây nhiễm nhân tạo bệnh than<br /> Phương pháp nuôi cấy, phân lập nấm gây<br /> bệnh than theo Agnhotri et al (1983).<br /> Cách lây nhiễm được tiến hành theo phương<br /> pháp) và Orlando Borras H.(2005)<br /> Theo dõi và đánh giá theo tỷ lệ % cây bi<br /> bệnh và thang điểm từ 0 đến 9<br /> 2.2.6. Phương pháp nuôi cấy mô tế bào<br /> Kỹ thuật nuôi cấy mô phân sinh đỉnh và nuôi<br /> cấy mô lá non<br /> Quá trình nuôi cấy được thực hiện trên môi<br /> trường cơ bản MS có bổ sung thêm 2.4D,BA và<br /> NAA tương ứng với các giai đoạn: vào mẫu, tái<br /> sinh, nhân nhanh chồi và tạo rễ<br /> 2.2.7. Phương pháp phân tích phân tử<br /> Tách ADN theo phương pháp tách chiết<br /> ADN tổng số bằng phương pháp CTAB 1994.<br /> Phương pháp PCR với các mồi SSR<br /> Phương pháp điện di trên gel polyacrylamide<br /> * Phương pháp phân tích và xử lý số liệu:<br /> Theo phương pháp: POP gene, DANAM<br /> NTSYsys 2.1. Hệ số tương đồng tính theo công<br /> thức của Nei và li : S=2Nij/(Ni+Nj)<br /> Số liệu thí nghiệm đồng ruộng được xử lý<br /> bằng chương trình Excel. Sai số thí nghiệm và độ<br /> tin cậy về sự sai khác giữa các công thức thí<br /> nghiệm được xử lý và tính toán bằng chương<br /> trình IRISTAT.<br /> III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> <br /> 2.2.3. Phương pháp đánh giá khả năng chống chịu<br /> <br /> 3.1. Xác định nguồn vật liệu phục vụ việc chọn<br /> tạo giống mía kháng bệnh than và năng suất cao<br /> <br /> Sâu đục thân được đánh giá theo tỷ lệ % cây<br /> bị nhiễm<br /> Bệnh than được đánh giá theo tỷ lệ % cây bị<br /> bệnh và sau đó chia theo thang cấp độ từ 0 đến 9.<br /> Mỗi cấp độ tương ứng với 1%.<br /> <br /> Tại Nông Cống, Thanh Hoá qua khảo sát 45<br /> dòng, giống mía trong tập đoàn cho thấy có 9<br /> giống mía VĐ95-168; ROC28; Philipin 85-86;<br /> Philipin 88-83; Phúc Nông 94-0403; MT406;<br /> VĐ93-159; VĐ00236; ROC26 có khả năng nảy<br /> <br /> 664<br /> <br /> Hội thảo Quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ nhất<br /> <br /> mầm cao, đẻ nhánh khá. Mía sinh trưởng nhanh<br /> và mạnh trong suốt thời kỳ sinh trưởng. Mật độ<br /> cây hữu hiệu cao, ít nhiễm rệp, không nhiễm<br /> bệnh than và các bệnh lá nguy hiểm khác. Mía to<br /> cây, chống đổ khá, chịu hạn khá. Có năng suất,<br /> chất lượng cao nhất so với các giống mía khác<br /> trong tập đoàn.<br /> Khảo sát 33 dòng giống ở Bến Cát, Bình<br /> Dương đã xác định được 3 nhóm giống sau:<br /> Các dòng, giống có hàm lượng đường cao<br /> như: ROC26, ROC 27. ROC28, VĐ93-159,<br /> VĐ00-236, VN84--4137, QĐ17, Philipin 85-86,<br /> QĐ83-38,Co414<br /> Các dòng, giống kháng bệnh bệnh than như:<br /> R570, Rb72-454, K90-54, K88-92, K90-77,<br /> Ku00-1-92, K88-200,Ty70-17 và Philipin 85-86<br /> <br /> Các dòng, giống cho năng suất cao như:<br /> K95-84, Suphanburi, K95-156, KuOO-1-92<br /> đạt>110 tấn/ha, các giống đạt >100 tấn/ha:<br /> KK2,Uthong 2, K90-77, K88-92 và K88-200<br /> 3.2. Phân tích đa dạng di truyền các dòng<br /> giống mía<br /> Kết quả phân tích ADN của 42 dòng giống<br /> mía trong tập đoàn bằng phản ứng PCR với 20 cặp<br /> mồi SSR chọn lọc cho thấy có 535 băng đa hình,<br /> với số alen tạo ra ở mỗi cặp mồi dao động từ 5 tới<br /> 19. Tất cả các băng đã được mã hoá theo sự hiện<br /> diện và không hiện diện của sản phẩm khuếch đại.<br /> Trong 20 cặp mồi, chỉ có sáu mồi (M2, M35,<br /> M37, M38, M39, M40) không có sự xuất hiện của<br /> băng đa hình,các mồi còn lại đều cho đa hình.<br /> <br /> Dưới đây là kết quả điện di khi chạy PCR với các mồi cho đa hình cao và rõ nét:<br /> <br /> Hình 1. Điện di trên gel polyacrylamide sản phẩm PCR ADN genome các dòng mía với mồi M12<br /> Dựa trên số liệu phân tích kết quả điện di với 20 cặp mồi SSR, 42 mẫu mía đã được thiết lập biểu<br /> đồ quan hệ di truyền:<br /> <br /> Hình 2. Quan hệ di truyền giữa 42 giống mía<br /> 665<br /> <br /> VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM<br /> <br /> Như vậy các dòng, giống xếp trong cùng một<br /> nhóm chúng có hệ số tương đồng cao, và các<br /> giống nằm khác nhóm có sự khác biệt về mặt di<br /> <br /> truyền. Dựa vào căn cứ này để những người làm<br /> công tác lai tạo có thể lựa chọn vật liệu khi lai<br /> cho ưu thế lai cao và con lai có phổ biến dị lớn.<br /> <br /> Bảng 1. Hệ số tương đồng di truyền của môt số dòng có thể làm vật liệu lai<br /> K9584 RB72454 K8892 TY7017 PLP8586 Ern08028 Roc26 KU00158 K9054 QD21 K95156A KU00192 UThong3 VD93159 VD00236<br /> <br /> CC3<br /> <br /> KU602<br /> <br /> K9584<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> RB72454<br /> <br /> 0.090<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> K8892<br /> <br /> 0.181<br /> <br /> 0.090<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> TY7017<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.200<br /> <br /> 0.083<br /> <br /> PLP8586<br /> <br /> 0.130<br /> <br /> 0.043<br /> <br /> 0.238<br /> <br /> 0.083<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> Ern08028<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.105<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> Roc26<br /> <br /> 0.200<br /> <br /> 0.100<br /> <br /> 0.200<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.090<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> KU00158<br /> <br /> 0.045<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.150<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.095<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.050<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> K9054<br /> <br /> 0.040<br /> <br /> 0.200<br /> <br /> 0.083<br /> <br /> 0.444<br /> <br /> 0.040<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> QD21<br /> <br /> 0.090<br /> <br /> 0.090<br /> <br /> 0.263<br /> <br /> 0.200<br /> <br /> 0.090<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.222<br /> <br /> 0.050<br /> <br /> 0.200<br /> <br /> K95156A<br /> <br /> 0.090<br /> <br /> 0.047<br /> <br /> 0.200<br /> <br /> 0.142<br /> <br /> 0.142<br /> <br /> 0.055<br /> <br /> 0.047<br /> <br /> 0.050<br /> <br /> 0.142<br /> <br /> 0.157<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> KU00192<br /> <br /> 0.083<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.181<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.181<br /> <br /> 0.105<br /> <br /> 0.043<br /> <br /> 0.150<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.043<br /> <br /> 0.142<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> UThong3<br /> <br /> 0.181<br /> <br /> 0.090<br /> <br /> 0.181<br /> <br /> 0.040<br /> <br /> 0.130<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.043<br /> <br /> 0.045<br /> <br /> 0.040<br /> <br /> 0.043<br /> <br /> 0.200<br /> <br /> 0.130<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> VD93159<br /> <br /> 0.190<br /> <br /> 0.045<br /> <br /> 0.086<br /> <br /> 0.041<br /> <br /> 0.136<br /> <br /> 0.052<br /> <br /> 0.095<br /> <br /> 0.047<br /> <br /> 0.041<br /> <br /> 0.095<br /> <br /> 0.150<br /> <br /> 0.136<br /> <br /> 0.136<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> VD00236<br /> <br /> 0.277<br /> <br /> 0.105<br /> <br /> 0.095<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.150<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.235<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.105<br /> <br /> 0.045<br /> <br /> 0.045<br /> <br /> 0.095<br /> <br /> 0.157<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.111<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.055<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.052<br /> <br /> 0.055<br /> <br /> 0.050<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.125<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> 0.041<br /> <br /> 0.125<br /> <br /> 0.080<br /> <br /> 0.080<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 0.136<br /> <br /> 0.043<br /> <br /> .080<br /> <br /> 0.136<br /> <br /> 0.142<br /> <br /> 0.038<br /> <br /> 0.038<br /> <br /> 0.083<br /> <br /> .045<br /> <br /> 0.000<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> CC3<br /> KU602<br /> <br /> 0.227<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> 1.000<br /> <br /> Kết quả phân tích, chia nhóm trên cho thấy<br /> những dòng, giống ở nhóm 1 như: K95-84,<br /> VD93159, VL6, QD86-368, Roc26, DT15 có thể<br /> sử dụng làm vật liệu lai với các dòng, giống ở các<br /> nhóm còn lại. Điều quan trọng là hệ số tương<br /> đồng di truyền phải thấp
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2