Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu cải tiến năng suất một số dòng/giống lúa bằng chỉ thị phân tử

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án nhằm sử dụng phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử và lai trở lại để lai chuyển QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt trên bông, từ đó nhằm cải tiến năng suất một số dòng/giống lúa đang trồng đại trà và dòng lúa mới, triển vọng cho vùng đồng bằng sông Hồng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu cải tiến năng suất một số dòng/giống lúa bằng chỉ thị phân tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ..................................... NGUYỄN THỊ THÚY ANH NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN NĂNG SUẤT MỘT SỐ DÒNG/GIỐNG LÚA BẰNG CHỈ THỊ PHÂN TỬ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9420201 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI, 2018
Công trình đƣợc hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. GS.TS. Trần Trung 2. PGS.TS. Trần Đăng Khánh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vào ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại thƣ viện: 1. Thƣ viện Quốc gia Việt Nam 2. Thƣ viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Nguyễn Thị Thúy Anh, Trần Trung, Khuất Hữu Trung, Lê Hùng Lĩnh, Tạ Hồng Lĩnh, Hoàng Kim Thành, Thân Thị Thành, Nguyễn Như Toản, Nguyễn Thị Loan, Trần Đăng Khánh (2016), “Ứng dụng chỉ thị phân tử chọn lọc cá thể BC 1F1 (tổ hợp lai KD18/KC25) mang QTL/gen tăng số hạt trên bông và có nền di truyền cao nhất giống cây nhận gen”, Hội thảo quốc gia về Khoa học Cây trồng lần thứ hai, tr 331-336, Nhà xuất bản Nông nghiệp. 2. Nguyễn Thị Thúy Anh, Trần Trung, Khuất Hữu Trung, Trần Đăng Khánh (2017), “Ứng dụng chỉ thị phân tử chọn lọc cá thể mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông ở quần thể BC2F1 để cải tiến năng suất giống lúa Khang dân 18”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 6, tr 1-6. 3. Nguyễn Thị Thúy Anh, Trần Trung, Khuất Hữu Trung, Lê Hùng Lĩnh, Trần Đăng Khánh (2017), “Chọn lọc cá thể mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông ở quần thể BC 2F1 để cải tiến năng suất dòng NPT1 nhờ ứng dụng chỉ thị phân tử”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 12, tr 37-40.
MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của luận án Lúa (Oryza sativa L.) là cây lương thực quan trọng nhất ở Việt Nam, đồng thời cũng là nguồn cung cấp thức ăn chính cho hơn một nửa dân số thế giới. Hiện nay, trước áp lực dân số ngày một tăng nhanh, cùng với sự giảm dần diện tích đất nông nghiệp và những ảnh hưởng cực đoan từ biến đổi khí hậu đã và đang ảnh hưởng lớn đến năng suất và diện tích trồng lúa. Những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học hiện đại, nhiều chỉ thị phân tử liên kết với các tính trạng cấu thành năng suất được xác định. Các nhà khoa học, các nhà chọn giống bắt đầu quan tâm nhiều hơn tới vấn đề ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống. Phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử và lai trở lại (MABC) được đưa ra nhằm chọn tạo giống nhanh chóng và hiệu quả. Từ những vấn đề nêu trên cho thấy việc ứng dụng chỉ thị phân tử và lai trở lại trong việc lai chuyển các QTL/gen tăng năng suất vào giống lúa trồng đại trà là một vấn đề cấp thiết. Vì vậy chúng tôi xây dựng luận án: “Nghiên cứu cải tiến năng suất một số dòng/giống lúa bằng chỉ thị phân tử”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Sử dụng phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử và lai trở lại để lai chuyển QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt trên bông, từ đó nhằm cải tiến năng suất một số dòng/giống lúa đang trồng đại trà và dòng lúa mới, triển vọng cho vùng đồng bằng sông Hồng. 3. Nội dung nghiên cứu 3.1. Đánh giá nguồn vật liệu phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa. 3.2. Sử dụng chỉ thị phân tử khảo sát đa hình giữa dòng/giống cho và nhận QTL/gen 3.3. Cải tiến năng suất giống lúa trồng đại trà cho đồng bằng sông Hồng và dòng NPT (Dạng hình mới) triển vọng bằng chỉ thị phân tử và lai trở lại 1
3.4. Trồng thử nghiệm và đánh giá một số dòng/giống triển vọng 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thêm nhiều thông tin, dẫn liệu khoa học phục vụ công tác chọn tạo giống lúa bằng phương pháp ứng dụng chỉ thị phân tử và lai trở lại. Những thành công trong công tác chọn giống bằng phương pháp MABC nhằm chuyển QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt trên bông vào một số dòng/giống lúa sẽ mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi trong công tác chọn tạo giống lúa nói chung. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn Sử dụng phương pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử và lai trở lại đã chọn lọc nhanh chóng và chính xác nguồn QTL/gen tăng số hạt trên bông, quy tụ vào giống lúa đang được trồng phổ biến tại đồng bằng sông Hồng và dòng lúa mới triển vọng, nhờ vậy có thể rút ngắn thời gian chọn lọc trên đồng ruộng, giúp khắc phục được những hạn chế của phương pháp chọn giống truyền thống. Những dòng/giống lúa triển vọng được chọn lọc sẽ là nguồn vật liệu khởi đầu quan trọng phục vụ cho công tác chọn tạo giống, cải tiến năng suất lúa cho vùng đồng bằng sông Hồng, giúp đảm bảo an ninh lương thực và tăng thu nhập cho người trồng lúa. 5. Những đóng góp mới của luận án - Đây là một trong những công trình nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam về ứng dụng chỉ thị phân tử và phương pháp lai trở lại đã lai chuyển thành công QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt trên bông để cải tiến năng suất lúa. - Nghiên cứu đã xác định được chỉ thị đa hình giữa dòng/giống cho gen và dòng/giống nhận gen tại vị trí QTL/gen yd7 để chọn lọc cá 2
thể mang gen mục tiêu và các chỉ thị đa hình trải đều trên 12 NST để chọn lọc nền di truyền. - Cải tiến thành công năng suất một số dòng/giống lúa nhờ chỉ thị phân tử và lai trở lại mà không làm thay đổi các tính trạng quý của giống gốc. Trong đó, chọn tạo được dòng K2 có năng suất tăng 28,3% so với giống đối chứng Khang dân 18, dòng N8 có năng suất tăng 9,4% so với dòng đối chứng NPT1. 6. Cấu trúc của luận án Luận án được trình bày gồm 137 trang không kể phụ lục, 55 hình và 33 bảng. Luận án sử dụng 120 tài liệu tham khảo, trong đó gồm 21 tài liệu tiếng Việt, 98 tài liệu tiếng Anh và 1 trang web. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Ứng dụng chỉ thị di truyền trong chọn tạo giống lúa 1.1.1. Khái niệm và phân loại chỉ thị di truyền Chỉ thị di truyền là vị trí đặc biệt trên nhiễm sắc thể, được sử dụng cho phân tích hệ gen, để phân biệt các cá thể khác nhau của một loài. Các chỉ thị di truyền thường liên kết với gen và được di truyền theo qui luật di truyền [17], [54]. Chỉ thị di truyền có thể chia thành hai loại: chỉ thị truyền thống và chỉ thị ADN. Từ cuối thế kỷ 20, các nhà khoa học phân loại chỉ thị di truyền thành 3 nhóm: chỉ thị hình thái; chỉ thị sinh hóa; chỉ thị phân tử ADN [17], [47]. 1.1.2. Ứng dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu và chọn giống Chỉ thị phân tử có thể được sử dụng trong các nghiên cứu di truyền, biến dị trong hệ gen, tiến hóa và chọn lọc liên kết giữa alen- alen và alen với tính trạng kiểu hình. Chọn giống nhờ chỉ thị hoặc chọn giống nhờ chỉ thị và lai trở lại được xem như là một dạng đơn giản nhất của chọn giống nhờ ứng 3
dụng chỉ thị. Mục đích của MABC là chuyển một hoặc một vài QTL/gen quan tâm từ một nguồn vật liệu di truyền vào các dòng/giống ưu tú để cải tiến tính trạng mục tiêu. 1.2. Ứng dụng chỉ thị phân tử cải tiến năng suất lúa 1.2.1. Khái quát về năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất Năng suất và yếu tố cấu thành năng suất lúa được tạo thành bởi các yếu tố: số bông trên khóm, số hạt trên bông và khối lượng nghìn hạt. Trong đó tính trạng số bông trên khóm lại phụ thuộc vào khả năng đẻ nhánh, số nhánh hữu hiệu. Số hạt trên bông cũng do 2 yếu tố cấu thành gồm: số nhánh con, tỷ lệ tạo hạt của bông con. Khối lượng nghìn hạt được quy định bởi ba yếu tố: chiều dài, chiều rộng và độ dày hạt [45], [48], [78], [106]. 1.2.2. Các gen/QTL liên kết với các tính trạng năng suất Tính trạng cấu thành năng suất là một tính trạng nông học phức hợp do nhiều gen quy định, và là tính trạng di truyền số lượng (QTL). Cho tới nay, hàng trăm QTL liên quan tới các tính trạng năng suất đã được xác định và phân bổ đều trên toàn bộ hệ gen lúa. 1.2.3. Ứng dụng chỉ thị phân tử cải tiến năng suất lúa Lúa là một trong những cây lương thực quan trọng cung cấp lương thực cho con người. Chính vì vậy lúa là đối tượng được nghiên cứu nhiều nhất, ứng dụng các kĩ thuật tiên tiến để cải tiến năng suất. Với thông tin về nhân bản các QTL, cùng với hệ thống chỉ thị liên kết chặt với QTL, nhiều chương trình chọn tạo giống nhờ chỉ thị phân tử đã được thực hiện để cải tiến năng suất lúa. Từ những năm 1995, dựa trên phân tích chỉ thị phân tử và thí nghiệm đồng ruộng, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã xác định được hai QTL từ dòng lúa hoang dại O. rufipogon là yld1 và yld2. Mỗi QTL này đều góp phần làm tăng năng suất lúa thêm 18% so với dòng lúa lai 4
Weiyou 64. Ashikari và cộng sự (2005) đã tạo dòng con lai giữa lúa Japonica Koshihikari và lúa Indica Habataki. Hai dòng mang gen Gn1 và Ph1 được lai với nhau tăng 23% sản lượng và chiều cao cây giảm 20% so với Koshihikari [26]. Nghiên cứu về những đặc điểm này, Zhang và cộng sự (2012) đã đưa ra báo cáo rằng có một QTL chính quy định chiều dài hạt là qGL3. Trong điều kiện đồng ruộng, dòng NIL mang alen qGL3 biểu hiện tăng 16,20% năng suất [115]. Nghiên cứu về tính trạng số nhánh trên bông, Sasaki và cộng sự (2017) đã phát hiện một QTL mới là qTSN12 có nguồn gốc từ giống lúa dạng kiểu hình mới YTH83. Trong quần thể dòng NIL được tạo thành từ tổ hợp lai giữa giống lúa IR64 và YTH83, năng suất lúa tăng từ 18% đến 36% [79]. 1.3. Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống lúa ở Việt Nam Ở Việt Nam, những nghiên cứu ứng dụng chỉ thị phân tử trong chọn giống thực tế đã được triển khai từ những năm cuối của thế kỷ trước. Các tính trạng được quan tâm nghiên cứu trên đối tượng cây lúa ở Việt Nam bao gồm năng suất, chất lượng gạo, mùi thơm, các đặc tính kháng bệnh (bạc lá, đạo ôn, rầy nâu, virut) và chống chịu (ngập, mặn, hạn, nóng) cũng như các nghiên cứu về hệ gen cây lúa phục vụ chọn tạo giống. Tuy nhiên, ở nước ta chưa có công trình nghiên cứu chuyên sâu QTL/gen quy định tính trạng năng suất, trong khi các nhà chọn giống trên thế giới đã thu được những kết quả khả quan về ứng dụng chỉ thị phân tử để cải tiến năng suất lúa. Chính vì vậy mục tiêu của đề tài luận án là ứng dụng MABC để chuyển QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông vào một số giống lúa trồng đại trà ở Việt Nam, từ đó giúp cải tiến năng suất lúa. 5
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu 2.1.1. Các dòng/giống lúa làm vật liệu nghiên cứu - 13 dòng được chọn làm dòng cho gen là các dòng mang QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt trên bông. - Nguồn vật liệu nhận gen bao gồm giống Khang dân 18 đang được trồng phổ biến ở vùng đồng bằng sông Hồng và dòng lúa mới triển vọng NPT1 được cung cấp bởi Viện Di truyền Nông nghiệp. 2.1.2. Chỉ thị phân tử dùng trong nghiên cứu Nghiên cứu này đã sử dụng 6 chỉ thị SSR liên kết với QTL yd7 để chọn lọc cá thể mang gen và 156 chỉ thị SSR trải đều trên 12 NST sàng lọc đa hình bố mẹ, đánh giá nền di truyền. 2.1.3. Hóa chất và thiết bị 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu *Địa điểm nghiên cứu: - Thí nghiệm được triển khai tại: Bộ môn Sinh học Phân tử, Bộ môn Kĩ thuật Di truyền-Viện Di truyền Nông nghiệp, Trung tâm Chuyển giao Công nghệ và Khuyến nông (Thanh Trì, Hà Nội), khu đồng ruộng thí nghiệm thuộc phường Tây Mỗ (Từ Liêm, Hà Nội); xã Lại Yên (Hoài Đức, Hà Nội). * Thời gian nghiên cứu: Từ năm 2013 đến năm 2017 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng Phƣơng pháp lai hữu tính, lai trở lại giữa dòng/giống cho và nhận QTL/gen Phƣơng pháp chọn giống nhờ chỉ thị phân tử 6
Lai tạo cây F1 giữa dòng/giống cho và nhận QTL/gen. Phát triển quần thể BCnFn bằng phương pháp lai truyền thống. Sử dụng chỉ thị phân tử SSR, xác định cây mang QTL/gen và có nền di truyền gần nhất với giống nhận gen trong các quần thể BC1F1, BC2F1, BC3F1. Phƣơng pháp đánh giá khả năng chống chịu, năng suất và yếu tố cấu thành năng suất của các dòng, giống lúa nghiên cứu Các chỉ tiêu được đánh giá theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Khảo nghiệm giá trị canh tác và giá trị sử dụng của giống lúa (QCVN01-55: 2011/BNNPTNT) do Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ban hành năm 2011. Một số kỹ thuật sử dụng trong phòng thí nghiệm: Kỹ thuật tách chiết và tinh sạch ADN , Phương pháp PCR với mồi SSR, Phương pháp điện di Phƣơng pháp phân tích kết quả và xử lý số liệu Thí nghiệm đồng ruộng (khảo sát, đánh giá) được xử lý theo chương trình IRRISTAT 5.0; Excel 2007. Kỹ thuật thu thập số liệu và phân tích số liệu trong phòng thí nghiệm được xử lý bằng phần phần mềm Graphical Genotypes 2 (GGT 2.0) và một số phương pháp phân tích thống kê thông dụng khác. CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đánh giá nguồn vật liệu phục vụ cho công tác chọn tạo giống lúa - Đánh giá một số tính trạng nông sinh học của 13 dòng/giống cho QTL/gen cho thấy, dòng KC25 là dòng có tiềm năng năng suất cao nhất, có khả năng chống chịu sâu bệnh ở mức khá, đặc biệt dòng KC25 có độ thuần khá hơn các dòng còn lại. Vì vậy, dòng KC25 đã được lựa chọn là giống cho QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông. 7
- Kết quả đánh giá các đặc điểm sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất đã lựa chọn được 2 dòng/giống triển vọng là giống Khang dân 18 và dòng NPT1 làm dòng nhận gen bởi Khang dân 18 là giống lúa được trồng khá phổ biến ở các tỉnh đồng bằng sông Hồng và dòng NPT1 là dòng lúa mới triển vọng. 3.2. Sử dụng chỉ thị phân tử khảo sát đa hình ADN giữa dòng/giống cho và nhận QTL/gen tăng số hạt trên bông trên các nhiễm sắc thể 3.2.1. Kết quả xác định chỉ thị phân tử đa hình tại vị trí QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông giữa dòng/giống cho và nhận QTL/gen Trong nghiên cứu này, 6 chỉ thị phân tử trên NST số 7 được khảo sát nhằm xác định chỉ thị đa hình giữa dòng KC25 và giống Khang dân 18, NPT1, từ đó có thể sử dụng để phát hiện QTL/gen yd7 trong các cá thể con lai. Kết quả chúng tôi đã xác định được 3 chỉ thị cho đa hình tại vị trí QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông gồm: RM445, RM500 và RM21615. Trong đó chỉ thị RM445 nằm trên vùng QTL/gen yd7 tại vị trí 17,46 Mb, chỉ thị RM500 và RM21615 là chỉ thị cận biên nằm về 2 phía QTL/gen, ở vị trí lần lượt 15,91 Mb, 18,25 Mb. Hình 3.1: Hình ảnh khảo sát đa hình ADN giữa giống cho và nhận QTL/gen với chỉ thị RM445, RM500, RM21615 L: Ladder 50bp; 1: Khang dân 18; 2:NPT1; 3:KC25 3.2.2. Kết quả khảo sát đa hình trên 12 NST giữa dòng/giống cho và nhận QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông 8
Nhận dạng đa hình ADN giữa các giống cho gen và nhận gen với các chỉ thị SSR trên 12 NST nhằm phục vụ chọn lọc nền di truyền các cá thể con lai. Tổng số 156 chỉ thị SSR trải đều trên 12 NST được sàng lọc để khảo sát đa hình giữa giống cho và nhận QTL/gen. Qua kết quả sàng lọc và phân tích kết quả điện di đã thu được 62/156 chỉ thị cho đa hình giữa dòng KC25 và giống Khang dân 18; 63/156 chỉ thị cho đa hình giữa dòng NPT1 với KC25. Các chỉ thị cho đa hình giữa giống cho và giống nhận QTL/gen trên 12 NST sẽ được sử dụng để xác định nền di truyền của các cá thể con lai trong các thí nghiệm tiếp theo. 3.3. Cải tiến năng suất giống lúa trồng đại trà cho đồng bằng sông Hồng và dòng NPT1 triển vọng bằng chỉ thị phân tử và lai trở lại 3.3.1. Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể con lai của tổ hợp lai Khang dân 18/KC25 - Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể trong quần thể BC1F1 Có 32/84 cá thể mang kiểu gen dị hợp tử ở vị trí chỉ thị RM500. Cá thể con lai BC1F1 dị hợp tử này được chọn kiểm tra nền di truyền với các chỉ thị đa hình trải đều trên 12NST. Hình 3.9: Kết quả điện di của 84 cá thể BC1F1 (tổ hợp KD18/KC25) với chỉ thị RM500 1-84: Các cá thể BC1F1; M: KD18; B: KC25; L: Ladder 50bp Qua phân tích bằng phần mềm GGT2 đã xác định được cá thể số 74 có nền di truyền cao nhất giống mẹ đạt 83,4%. 9
- Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể trong quần thể BC2F1 Kết hợp sử dụng hai chỉ thị RM500 và RM21615 đã chọn lọc được 15 cá thể lai BC2F1 mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông gồm các cá thể số: 8, 18, 22, 32, 35, 42, 56, 59, 60, 61, 70, 86, 88, 97 và 101. Hình 3.14: Kết quả điện di sàng lọc cá thể trong quần thể BC2F1 (tổ hợp KD18/KC25) với chỉ thị RM500 L: 50bp ladder; M: KD18; B: KC25; A: Đồng hợp tử; H: Dị hợp tử; 1-61: Các cá thể trong quần thể BC2F1 Hình 3.15: Kết quả điện di sàng lọc cá thể trong quần thể BC2F1 (tổ hợp KD18/KC25) với chỉ thị RM21615 L: 50bp ladder; M: KD18; B: KC25; A: Đồng hợp tử; H: Dị hợp tử; 1-61: Các cá thể BC2F1 Mười lăm cá thể con lai BC2F1 mang QTL/gen đủ điều kiện để kiểm tra nền di truyền với 62 chỉ thị đa hình trải đều trên 12 NST. Qua phân tích đánh giá nền di truyền, cá thể số 61 và cá thể số 59 mang 10
QTL/gen tăng số hạt trên bông được xác định có nền di truyền cao nhất giống cây nhận gen đạt 91,8 % và 92,3%. - Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể trong quần thể BC3F1 Sử dụng các chỉ thị đa hình tại vị trí QTL yd7 gồm RM445, RM500, RM21615, 24 cá thể mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông được xác định bao gồm các cá thể: 1, 5, 6, 7, 9, 10, 14, 19, 21, 22, 25, 28, 29, 30, 37, 38, 46, 48, 61, 67, 70, 74, 79 và 95 tương ứng. Hình 3.20: Kết quả điện di trên các cá thể BC3F1 (tổ hợp KD18/KC25) với chỉ thị RM500 1-95: Các cá thể BC3F1; M: Khang dân 18; B: KC25; L: Ladder 50bp Đánh giá 24 cá thể mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông với 62/65 chỉ thị đa hình trải đều trên 12 NST, số liệu được xử lý bằng chương trình phần mềm GGT2 đã xác định được cá thể C1-74-59-14 mang nền di truyền giống Khang dân18 nhất, đạt xấp xỉ 100% (hình 3.23). 11
Hình 3.23: Bản đồ di truyền của cá thể C1-74-59-14 thế hệ BC3F1 tổ hợp KD18/KC25 A: Đồng hợp tử với Khang dân 18; B: Đồng hợp tử với KC25; H: Dị hợp tử; U: Mẫu không biểu hiện - Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể trong quần thể BC3F2 Sử dụng ba chỉ thị RM445, RM500 và RM21615 đã chọn lọc được 11 cá thể BC3F2 mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông đồng hợp tử với KC25 tại vị trí các chỉ thị liên kết chặt với QTL/gen yd7 gồm các cá thể số: 12, 21, 23, 24, 26, 34, 53, 56, 73, 85 và 95. Các cá thể này cho tự thụ, tiếp tục đánh giá trên đồng ruộng để chọn dòng thuần. 3.3.2. Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể con lai của tổ hợp lai NPT1/KC25 12
- Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể trong quần thể BC1F1 Hình 3.27: Kết quả điện di sàng lọc cá thể BC1F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với chỉ thị RM445 1-62: Các cá thể BC1F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp Như vậy, việc sử dụng chỉ thị RM445, RM500 đã xác định được 19 cá thể dị hợp tử với NPT1 gồm các cá thể số: 1, 5, 6, 10, 11, 15, 19, 20, 24, 25, 26, 27, 31, 33, 40, 46, 48, 51 và 54. Các cá thể này mang QTL/gen yd7 tăng số hạt trên bông, đủ điều kiện sàng lọc, kiểm tra nền di truyền. Hình 3.28: Kết quả điện di sàng lọc cá thể BC1F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với chỉ chỉ thị RM500 1-62: Các cá thể BC1F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp Kết quả phân tích nền di truyền cho thấy cá thể số 54 có nền di truyền cao nhất giống NPT1 đạt 81,2%. Như vậy, cá thể số 54 được chọn để tiếp tục lai tạo và phát triển quần thể BC2F1. - Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể trong quần thể BC2F1 13
Sử dụng 03 chỉ thị RM445, RM500 và RM21615 đã xác định được 10 cá thể mang QTL/gen gồm các cá thể số: 9, 13, 14, 30, 98, 99, 122, 124, 142 và 143. Các cá thể mang QTL/gen này được tiến hành kiểm tra nền di truyền. Kết quả phân tích cho thấy cá thể số C37-54- 122 có nền di truyền giống NPT1 nhất đạt 96,2%. Hình 3.33: Kết quả điện di sàng lọc các cá thể BC2F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với chỉ thị RM500 1-36: Các cá thể BC2F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp Hình 3.34: Kết quả điện di sàng lọc các cá thể BC2F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với chỉ thị RM21615 1-36: Các cá thể BC2F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp - Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể trong quần thể BC3F1 Hình 3.38: Kết quả điện di sàng lọc các cá thể BC3F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với chỉ thị RM500 1-27: Các cá thể BC3F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp 14
Hình 3.39: Kết quả điện di sàng lọc các cá thể BC3F1 (tổ hợp NPT1/KC25) với chỉ thị RM21615 1-27: Các cá thể BC3F1; M: NPT1; B: KC25; L: Ladder 50bp Như vậy, việc sử dụng kết hợp 03 chỉ thị RM445, RM500 và RM21615 đã chọn lọc được 13 cá thể BC3F1 mang QTL/gen yd7 tăng số hạt trên bông gồm các cá thể số: 1, 30, 35, 39, 40, 46, 47, 48, 49, 51, 52, 59 và cá thể số 76. Hình 3.41: Bản đồ di truyền của cá thể C37-122-51 thế hệ BC3F1 tổ hợp NPT1/KC25 A: Đồng hợp tử với NPT1; B: Đồng hợp tử với KC25; H: Dị hợp tử; U: Mẫu không biểu hiện 15
Các cá thể này được kiểm tra nền di truyền mang QTL/gen quy định tính trạng tăng số hạt trên bông. Kết quả đã xác định được hai cá thể là cá thể C37-122-51 và cá thể C37-122-59 mang nền di truyền gần nhất với NPT1 tại các locus đạt gần 100%. - Kết quả sử dụng chỉ thị phân tử đa hình chọn lọc cá thể trong quần thể BC3F2 Kết quả sàng lọc với 3 chỉ thị RM445, RM500 và RM21615, chúng tôi đã thu được 10 cá thể có kiểu gen đồng hợp tử với bố trên cả 3 chỉ thị là cá thể số: 19, 32, 38, 51, 57, 78, 99, 103, 107 và 121. Các cá thể này cho tự thụ, tiếp tục đánh giá trên đồng ruộng để chọn dòng thuần. 3.4. Trồng thử nghiệm và đánh giá một số dòng/giống triển vọng 3.4.1. Kết quả trồng thử nghiệm và đánh giá một số dòng/giống triển vọng của tổ hợp KD18 x KC25 - Kết quả đánh giá năng suất và các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng/giống triển vọng của tổ hợp KD18 x KC25 (thế hệ BC3F3) Hình 3.45: Năng suất thực thu của các dòng triển vọng (tổ hợp KD18/KC25) so với giống đối chứng vụ Xuân 2016 16
Bảng 3.12: Các yếu tố cấu thành năng suất của các dòng triển vọng (tổ hợp KD18/KC25) vụ Xuân 2016 tại Hoài Đức - Hà Nội Tỷ KL Số hạt lệ Bông/ Tổng số 1000 NSLT NSTT Dòng chắc/ hạt khóm hạt/bông hạt (tạ/ha) (tạ/ha) bông chắc (g) (%) K1 5,8 298,8 227,1 76,0 20,0 106,5 71,4 K2 6,0 279,5 229,8 82,2 20,4 113,2 72,3 K3 5,3 250,3 216,8 86,6 20,0 92,6 64,3 K4 4,6 241,2 191,9 79,6 24,8 86,6 60,7 K5 6,8 237,8 188,2 79,1 20,7 107,7 73,9 K6 4,8 250,5 208,6 83,3 22,2 89,1 61,8 K7 5,6 291,1 252,5 86,7 20,1 115,5 75,1 K8 5,4 281,6 224,9 79,9 20,8 101,5 70,4 K9 5,8 282,5 230,9 81,7 20,1 107,2 72,9 K10 6,5 249,4 143,2 57,4 22,3 83,8 55,7 K11 6,3 248,9 216,7 87,1 20,3 112,4 70,3 KD18 5,5 192,1 168,5 87,7 20,1 74,7 54,8 (đ/c) CV% 10,7 LSD0,05 13,4 Bảng 3.12 cho thấy, hầu hết ở các chỉ tiêu theo dõi đều có sự sai khác đáng kể giữa các dòng thí nghiệm và giống đối chứng KD18. Đặc biệt, các dòng triển vọng trong thí nghiệm đều có số hạt/bông tương đối cao và cao hơn giống đối chứng KD18. Điều này chứng tỏ việc ứng dụng chỉ thị phân tử đã lai chuyển thành công QTL/gen yd7 quy định tính trạng tăng số hạt trên bông vào giống lúa được trồng phổ biến tại vùng đồng bằng sông Hồng. Qua bảng 3.12 và hình 3.44 cho thấy hầu hết các dòng tham gia thí nghiệm đều có NSTT cao hơn đối chứng KD18. Dòng có NSTT cao 17