intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử DNA trong chọn tạo giống lúa thơm kháng bệnh bạc lá

Chia sẻ: Nguyễn Thị Hiền Phúc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

94
lượt xem
4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài có mục đích nhằm lựa chọn chỉ thị phân tử liên kết với gen mùi thơm và gen kháng hữu hiệu với các chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá phổ biến có độ chính xác cao sử dụng trong lai tạo và chọn lọc giống lúa thơm kháng bệnh bạc lá cho các tỉnh phía Bắc; Chọn tạo được một số dòng lúa thơm kháng bệnh bạc lá, năng suất khá cho phát triển sản xuất và làm vật liệu cho công tác lai tạo tiếp. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung đề tài.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử DNA trong chọn tạo giống lúa thơm kháng bệnh bạc lá

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O B NÔNG NGHI P VÀ PTNT<br /> H C VI N NỌNG NGHI P VI T NAM<br /> ---------------------------<br /> <br /> D ƠNG XUÂN TÚ<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CH THỊ PHÂN TỬ DNA<br /> TRONG CH N TẠO GI NG LÚA THƠM<br /> KHÁNG B NH BẠC LÁ<br /> <br /> Chuyên ngành: Di truyền và ch n gi ng cây trồng<br /> Mư s : 62 62 01 11<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ<br /> <br /> Hà Nội, năm 2015<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại:<br /> Học viện Nông nghiệp Việt Nam<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Phan Hữu Tôn<br /> <br /> Phản biện 1: PGS.TS. Phạm Văn Cường<br /> Học Viện Nông nghiệp Việt nam<br /> <br /> Phản biện 2: TS. Khuất Hữu Trung<br /> Viện Di truyền Nông nghiệp<br /> <br /> Phản biện 3: PGS.TS. Lã Tuấn Nghĩa<br /> Trung Tâm Tài nguyên thực vật<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện họp tại:<br /> Học viện Nông nghiệp Việt Nam<br /> <br /> Vào hồi:<br /> <br /> giờ<br /> <br /> ngày<br /> <br /> tháng<br /> <br /> năm 2015<br /> <br /> Có thể tìm hiểu Luận án tại:<br /> - Thư viện Quốc gia<br /> - Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam<br /> - Thư viện Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm<br /> <br /> M Đ U<br /> 1. Tính c p thi t c a đề tƠi<br /> Phát triển m rộng diện tích lúa th m chất lượng cao nhằm tăng<br /> hiệu quả sản xuất lƠ hướng lựa chọn ưu tiên trong sản xuất lúa gạo của<br /> Việt Nam hiện nay. Bộ giống lúa th m, chất lượng cho sản xuất Việt<br /> Nam còn thiếu cả về số lượng vƠ chất lượng, năng suất thấp, nhiễm bạc<br /> lá, hiệu quả sản xuất thấp, khó m rộng diện tích. Công tác chọn tạo<br /> giống lúa của ta vẫn chủ yếu lƠ phư ng pháp truyền thống dựa trên<br /> chọn lọc kiểu hình nên rất khó chọn được giống lúa mới mang đồng<br /> th i nhiều tính trạng mong muốn. Hiện nay, chỉ thị phơn tử DNA đã<br /> được sử dụng như lƠ một công cụ hỗ trợ có hiệu quả trong các chư ng<br /> trình chọn tạo giống cơy trồng, có thể chọn được giống mang nhiều tính<br /> trạng mong muốn trong cùng th i điểm, rút ngắn th i gian chọn tạo.<br /> Do vậy, nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phơn tử DNA đồng th i chọn kiểu<br /> gen mùi th m vƠ kháng bệnh bạc lá để tạo ra được những giống lúa<br /> th m mới, kháng tốt với bệnh bạc lá đáp ứng được yêu cầu cho sản xuất<br /> lúa th m chất lượng cao hiện nay lƠ cần thiết.<br /> 2. Mục tiêu c a đề tƠi<br /> Lựa chọn chỉ thị phơn tử liên kết với gen mùi th m vƠ gen kháng<br /> hữu hiệu với các chủng vi khuẩn gơy bệnh bạc lá phổ biến có độ chính<br /> xác cao sử dụng trong lai tạo vƠ chọn lọc giống lúa th m kháng bệnh<br /> bạc lá cho các tỉnh phía Bắc<br /> Chọn tạo được một số dòng lúa th m kháng bệnh bạc lá (mang gen<br /> th m vƠ 1 hoặc 2 gen kháng hữu hiệu với các chủng vi khuẩn gơy bệnh<br /> bạc lá), năng suất khá cho phát triển sản xuất vƠ lƠm vật liệu cho công<br /> tác lai tạo tiếp.<br /> 3. Ý nghĩa khoa học vƠ thực ti n<br /> 3.1. Ý nghĩa khoa học<br /> Phư ng pháp phơn tích di truyền từ bố mẹ đến thế hệ F2 để xác<br /> định chỉ thị phơn tử DNA liên kết với gen mùi th m vƠ gen kháng bệnh<br /> bạc lá cơy lúa, có độ chính xác cao để sử dụng cho lai tạo vƠ chọn lọc<br /> giống lúa th m, kháng bệnh bạc lá trên nguồn vật liệu hiện có: Chỉ thị 4<br /> mồi ESP, IFAP, INSP vƠ EAP nhận diện gen th m fgr với độ chính xác<br /> 1<br /> <br /> đến 94%, chỉ thị Nbp181 nhận diện gen kháng Xa4 với độ chính xác<br /> đến 97%, chỉ thị RG556 nhận diện gen kháng xa5 với độ chính xác đến<br /> 76% vƠ chỉ thị P3 nhận diện gen kháng Xa7 với độ chính xác đến 92%<br /> giữa gen kháng tính kháng.<br /> Khảng định hiệu quả của phư ng pháp lai tạo vƠ chọn lọc kiểu<br /> hình kết hợp với sử dụng chỉ thị phơn tử DNA chọn kiểu gen mục tiêu<br /> (MAS) trong chọn tạo giống lúa th m kháng bệnh bạc lá.<br /> 3.2. Ý nghĩa thực tiễn<br /> Chọn tạo được 15 dòng lúa th m mới, mang 1 – 2 gen kháng<br /> bệnh bạc lá (trong các gen Xa4, xa5 vƠ Xa7), thể hiện kháng tốt với các<br /> chủng vi khuẩn gơy bệnh bạc lá phổ biến các tỉnh phía Bắc. Các dòng<br /> lúa nƠy được sử dụng lƠm vật liệu lai tạo trong các chư ng trình chọn<br /> giống lúa th m kháng bệnh bạc lá tiếp theo. Trong đó, 2 dòng lúa lƠ<br /> T7.19-2 (mang gen th m fgr vƠ gen kháng Xa7) vƠ dòng T25.82-3<br /> (mang gen th m fgr vƠ gen kháng xa5) đáp ứng được mục tiêu chọn tạo<br /> về th i gian sinh trư ng, năng suất, chất lượng, mùi th m vƠ kháng<br /> bệnh bạc lá sẽ được tiếp tục phát triển cho sản xuất tại các tỉnh phía Bắc<br /> trong th i gian tới.<br /> 4. Những đóng góp mới c a đề tƠi<br /> Lựa chọn được chỉ thị phơn tử DNA liên kết với gen mùi th m<br /> (fgr) vƠ gen kháng bệnh bạc lá (Xa4, xa5 vƠ Xa7) sử dụng cho chọn tạo<br /> giống lúa th m kháng bệnh bạc lá cho các tỉnh phía Bắc với độ chính<br /> xác đến 94% (đối với gen mùi th m fgr) vƠ đến 92% (đối với gen<br /> kháng bệnh bạc lá Xa4, xa5 vƠ Xa7)<br /> Đã xác đinh được 12 mẫu giống lúa th m, chất lượng cao vƠ 12<br /> mẫu giống lúa mang gen kháng bệnh bạc lá sử dụng lƠm bố mẹ cho các<br /> tổ hợp lai định hướng trong chọn tạo giống lúa th m, kháng bệnh bạc lá<br /> tại các tỉnh phía Bắc.<br /> Chọn tạo được 15 dòng lúa th m mới, đồng th i mang 1 – 2<br /> gen kháng bệnh bạc lá phổ biến các tỉnh phía Bắc. Các dòng lúa nƠy<br /> được sử dụng lƠm vật liệu mới cho lai tạo trong các chư ng trình chọn<br /> giống lúa th m kháng bệnh bạc lá tiếp theo. Trong đó, 2 dòng lúa lƠ<br /> 2<br /> <br /> T7.19-2 vƠ dòng T25.82-3 đáp ứng được mục tiêu chọn tạo sẽ được tiếp<br /> tục phát triển cho sản xuất tại các tỉnh phía Bắc trong th i gian tới.<br /> 5. Bố cục c a lu n án<br /> Luận án chính gồm 137 trang: M đầu (5 tr); Tổng quan tƠi liệu<br /> (41 tr); Phư ng pháp nghiên cứu (13 tr); Kết quả vƠ thảo luận (76 tr);<br /> Kết luận vƠ kiến nghị (2 tr). Phần danh mục tƠi liệu tham tham khảo (13<br /> tr). Luận án có 39 bảng biểu, 18 hình, 13 phụ lục vƠ 3 công trình đã<br /> công bố vƠ một số hình ảnh minh họa.<br /> Ch ng 1. T NG QUAN TÀI LI U<br /> Bệnh bạc lá lƠ một trong những loại dịch hại nguy hiểm nhất đối<br /> với sản xuất lúa th m chất lượng cao, không thể sử dụng thuốc hóa<br /> học thông thư ng để phòng trừ. Do vậy, sử dụng giống kháng đối<br /> với bệnh nƠy lƠ cách lựa chọn tốt nhất hiện nay. Bằng phư ng pháp<br /> chọn lọc truyền thống thì rất khó để chọn tạo được giống lúa th m<br /> đồng th i kháng tốt với các chủng vi khuẩn gơy bệnh bạc lá. Hiện<br /> nay, phư ng pháp chọn lọc truyền thống kết hợp với sử dụng chỉ thị<br /> phơn tử DNA chọn kiểu gen th m vƠ gen kháng với các chủng vi<br /> khuẩn gơy bệnh bạc lá sẽ giúp cho việc chọn tạo giống lúa th m<br /> kháng bệnh bạc lá hiệu quả h n.<br /> Các kết quả nghiên cứu về di truyền vƠ chỉ thị phơn tử liên kết với<br /> gen kiểm soát tính trạng mùi th m, tính kháng bệnh bệnh bạc lá trong<br /> cơy lúa đã được công bố trong vƠ ngoƠi nước lƠ c s cho việc tiến<br /> hƠnh đề tƠi “Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống<br /> lúa thơm kháng bệnh bạc lá” trên nguồn vật liệu cụ thể để chọn tạo<br /> giống lúa th m kháng bệnh bạc lá cho các tỉnh phía Bắc của Việt Nam.<br /> Ch ng 2. PH<br /> NG PHÁP NGHIÊN C U<br /> 2.1. V t li u nghiên c u<br /> 2.1.1. Các dòng, giống lúa sử dụng làm vật liệu<br /> 33 mẫu giống lúa th m chất lượng; 18 dòng đẳng gen mang bản<br /> chất di truyền của giống IR24, chỉ khác nhau mang 1 – 2 gen kháng với<br /> bệnh bạc lá: Xa1, Xa2, Xa3, Xa4, xa5, Xa7, Xa10, xa11 vƠ Xa21; giống<br /> lúa IR24 sử dụng lƠm đối chứng nhiễm chuẩn với bệnh bạc lá; Giống<br /> lúa Q5 vƠ KD18 sử dụng lƠm đối chứng không có mùi th m.<br /> 3<br /> <br /> 2.1.2. Các chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá<br /> 4 chủng vi khuẩn: chủng 2B, chủng 3, chủng 4 vƠ chủng 5A được<br /> cung cấp b i Bộ môn Sinh học phơn tử vƠ Công nghệ sinh học ứng dụng,<br /> Khoa Công nghệ sinh học, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam<br /> 2.1.3. Các mồi chỉ thị phân tử sử dụng<br /> 31 cặp mồi SSR sử dụng trong phơn tích đa dạng di truyền vật liệu<br /> kh i đầu; Các mồi chỉ thị liên kết với gen th m fgr: RM342, RM223,<br /> RG28, L06 vƠ BADH2 (4 mồi ESP, IFAP, INSP vƠ EAP); Các mồi chỉ<br /> thị liên kết với các gen kháng bệnh bạc lá lúa Xa4, xa5 và Xa7.<br /> 2.2. Nội dung nghiên c u<br /> 2.2.1. Nội dung 1<br /> Lựa chọn chỉ thị phơn tử liên kết với gen qui định mùi th m vƠ tính<br /> kháng với các chủng vi khuẩn gơy bệnh bạc lá lúa các tỉnh phía Bắc<br /> 2.2.2. Nội dung 2<br /> Đánh giá đa dạng di truyền tập đoƠn vật liệu lúa th m, kháng bệnh<br /> bạc lá<br /> 2.2.3. Nội dung 3<br /> Lai tạo các tổ hợp lai định hướng tạo vật liệu cho chọn lọc dòng<br /> lúa mới theo mục tiêu<br /> 2.2.4. Nội dung 4<br /> Sử dụng chỉ thị phơn tử chọn cá thể mang kiểu gen th m vƠ gen<br /> kháng bệnh bạc lá từ các thế hệ phơn ly, kết hợp với đánh giá kiểu hình<br /> để chọn dòng lúa mới theo mục tiêu<br /> 2.3. Đ a điểm vƠ th i gian nghiên c u<br /> 2.3.1. Đ a điểm nghiên c u<br /> Các thí nghiệm đánh giá vật liệu, lai tạo chọn dòng vƠ đánh giá<br /> dòng chọn trên đồng ruộng được thực hiện tại khu thí nghiệm đồng<br /> ruộng; các thí nghiệm về sinh học phơn tử được thực hiện tại phòng thí<br /> nghiệm sinh học phơn tử; Phơn tích chất lượng hạt được thực hiện tại<br /> phòng thí nghiệm Sinh lý – Sinh hóa vƠ Chất lượng nông sản của Viện<br /> Cơy lư ng thực vƠ Cơy thực phẩm, Gia Lộc – Hải Dư ng.<br /> 4<br /> <br /> 2.3.2. Thời gian nghiên cứu<br /> Các thí nghiệm của đề tƠi được thực hiện trong th i gian từ<br /> tháng 6/2010 đến 7/2014 (từ vụ mùa 2010 đến vụ xuơn 2014)<br /> 2.4. Ph ng pháp nghiên c u<br /> 2.4.1. Đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn vật liệu lúa thơm kháng<br /> bệnh bạc lá<br /> 2.4.1.1. Thí nghiệm đồng ruộng<br /> * Bố trí thí nghiệm: theo phư ng pháp khảo sát tập đoƠn, 5m2/ô<br /> * Đánh giá các chỉ tiêu: dựa theo tiêu chuẩn “Đánh giá nguồn gen<br /> cơy lúa” của IRRI (1996).<br /> * Đánh giá Mùi thơm: Theo Nguyễn Thị Lang vƠ Bùi Chí Bửu<br /> (2004). Mỗi cá thể lấy 15 hạt được bóc vỏ trấu vƠ nghiền nhỏ sau đó đặt<br /> trong đĩa pettry. Mỗi hộp được cho vƠo 0,5 ml dung dịch KOH pha<br /> loãng (1,7%) sau đó đậy lại, đặt trong điều kiện 300C trong 30 phút. Sau<br /> đó các hộp được m ra lần lượt để đánh giá mùi th m theo cảm quan<br /> với 3 mức: không th m, th m nhẹ vƠ th m.<br /> * Xử lý số liệu: Số liệu thí nghiệm được xử lý bằng phần mềm<br /> excel.<br /> 2.4.1.2. Đánh giá khả năng chống chịu với bệnh bạc lá trong điều kiện<br /> nhân tạo<br /> Phư ng pháp lơy bệnh theo Furuya et al. (2003. Đánh giá mức<br /> kháng nhiễm theo chiều dƠi vết bệnh: Kháng (R): Chiều dƠi vết bệnh <<br /> 8cm; Nhiễm vừa (M): Chiều dƠi vết bệnh từ 8 - 12cm; Nhiễm nặng (S):<br /> chiều dƠi vết bệnh > 12cm.<br /> 2.4.1.3. Phân tích di truyền bằng sử dụng chỉ thị phân tử DNA<br /> * Tách chiết DNA: DNA được tách chiết vƠ tinh sạch theo phư ng<br /> pháp CTAB của Doyle and Doyle (1990).<br /> * Phản ứng PCR: Theo phư ng pháp của Chen et al. (2006) có cải<br /> tiến tùy theo chỉ thị.<br /> * Điện di sản phẩm PCR: được điện di trên gel polyacrylamide.<br /> Soi vƠ chụp ảnh gel bằng máy chụp ảnh gel DigiDoc-It.<br /> * Xử lí số liệu trong phân tích đa dạng di truyền:<br /> - Hệ số PIC (Polymorphic Information Content) được tính theo<br /> 5<br /> <br /> công thức của Weir et al. (1996): PIC=1- Pi2. Trong đó Pi lƠ tần số<br /> xuất hiện của alen thứ i.<br /> - Phơn tích hệ số tư ng đồng di truyền vƠ xơy dựng cơy quan hệ di<br /> truyền theo chư ng trình NTSYSpc 2.1<br /> 2.4.2. Lựa chọn chỉ thị phân tử liên kết với gen qui định mùi thơm và<br /> tính kháng với các chủng vi khuẩn gây bệnh bạc lá<br /> 2.4.2.1. Lựa chọn chỉ thị phân tử liên kết với gen qui định mùi thơm<br /> Sử dụng các chỉ thị RG28, RM223, RM342, L06 vƠ BADH2 (4 mồi<br /> ESP, IFAP, INSP vƠ EAP). Kiểm tra di truyền của các chỉ thị vƠ độ<br /> chính xác của các chỉ thị liên kết với gen th m fgr vƠ mùi th m trên<br /> quần thể phơn ly F2 của một số tổ hợp lai giữa các giống lúa th m vƠ<br /> không th m để từ đó đưa ra kết luận cho lựa chọn<br /> 2.4.2.2. Lựa chọn chỉ thị phân tử liên kết với gen kháng bệnh bạc lá<br /> Sử dụng một số chỉ thị liên kết với các gen kháng với các chủng vi<br /> khuẩn gơy bệnh Việt Nam: Npb 181 vƠ RM224 (gen Xa4), RG556 vƠ<br /> RM122 (gen xa5), P3 vƠ RM5509 (gen Xa7). Kiểm tra di truyền vƠ độ<br /> chính xác của các chỉ thị liên kết với gen kháng vƠ tính kháng trên quần thể<br /> phơn ly F2 của một số tổ hợp lai giữa giống lúa kháng vƠ nhiễm để từ đó<br /> đưa ra kết luận.<br /> 2.4.2.3. Phương pháp xử lý số liệu<br /> Sử dụng phơn phối khi bình phư ng (2) để kiểm định kiểu gen<br /> phơn ly trong quần thể F2 theo tỷ lệ phơn ly mong đợi<br /> - Độ chính xác của chỉ thị liên kết với gen mùi th m fgr = số cá<br /> thể hạt có mùi th m trong số cá thể được chọn kiểu gen th m/tổng số cá<br /> thể hạt có mùi th m<br /> - Độ chính xác của chỉ thị liên kết với gen kháng bệnh bạc lá = số<br /> cá thể mang tính kháng trong số cá thể được chọn kiểu gen kháng/tổng<br /> số cá thể mang tính kháng.<br /> 2.4.3. Lai tạo các tổ hợp lai định hướng tạo vật liệu cho chọn lọc<br /> dòng lúa mới theo mục tiêu<br /> * Phép lai đơn: Sử dụng các dòng, giống lúa th m lai với các<br /> dòng, giống lúa mang gen kháng bệnh bạc lá (Xa4, xa5 vƠ Xa7).<br /> * Lai kép (lai nhiều bố mẹ): Tạo ra F1 tiếp tục lai với nhau để tổng<br /> 6<br /> <br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2